Понятие синергетики (точка бифуркаций, аттрактор)

Синергетика – синтетическое направление, она использует достижение математики и естественных наук, а также мощь современных компьютеров. Профессор Г.Н. Дульнев в своей книге «Введение в синергетику» приводит несколько вариантов определений этого нового научного направления:

- синергетика – наука о самоорганизации физических, биологических и социальных систем;

- синергетика – наука о коллективном, когерентном поведении систем различной природы;

- синергетика – наука о неустойчивых состояниях, предшествующих катастрофе, и их дальнейшем развитии (теория катастроф);

- синергетика – наука об универсальных законах эволюции в природе и обществе.

Исходными понятиями в синергетике являются понятия точек бифуркаций и аттракторов.

Под точкой бифуркаций понимается состояние рассматриваемой системы, после которого возможно некоторое множество вариантов её дальнейшего развития. Примерами бифуркаций являются: состояние выбора человеком варианта поступления в высшее учебное заведение, состояние популяции при выборе под влиянием внешней среды варианта дальнейшего развития в борьбе за существование, точки ветвления на генеалогическом (родословном) дереве, точки перехода к разным вариантам продолжениям диалога «студент - компьютер» в процессе тестирования знаний студента с использованием закрытых тестов (когда предлагается выбрать правильный и полный ответ из серии предложенных); состояние борьбы двух фронтов в атмосфере с возможными вариантами изменения погодных условий.

Наглядно-образное представление о точке бифуркаций дает картина В.М. Васнецова «Рыцарь на распутье».

В самом общем случае точка бифуркаций может быть представлена графически так, как показано на рис.1. Здесь она обозначена буквой В. До момента времени, соответствующего состоянию В, система развивалась по траектории АВ. При этом вполне возможны были некоторые флуктуации, то есть небольшие отклонения (они показаны пунктиром), но в главных чертах система развивалась по траектории АВ.

После момента времени, соответствующего точке бифуркаций, система имеет возможность развиваться по нескольким вариантам: ВС_1., ВС₂, …, ВС _i ,…, ВС _n . Та траектория или то некоторое множество траектории, по некоторым возможно развитие системы после точки бифуркаций и которые отличаются от других относительной устойчивостью, то есть являются наиболее реальными, называются аттракторами.

Другими словами, аттрактор – это относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе все множество траекторий развития, возможных после точки бифуркаций.                          Рис.1

Примерами аттракторов являются группа экономических вузов и специальностей для абитуриента, имеющего склонность посвятить себя экономике; популяция морозоустойчивых особей в случае наступления глобального похолодания; актерская стезя для потомка актерских семей; совокупности правильных ответов для студента – «отличника»; погода, соответствующая времени года.

Объекты синергетики

Главный мировоззренческий сдвиг, произведенный синергетикой, можно выразить следующим образом:

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

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

Таким образом, синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация, как в живой, так и неживой природе. Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть отнюдь не любые системы, а только, которые удовлетворяют, по меньшей мере, двум условиям:

· они должны быть открытыми, т.е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

· они должны быть существенно неравновесными, т.е. находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Но именно такими являются большинство известных нам систем. Изолированные системы классической термодинамики – это определенная идеализация, в реальности такие системы исключение, а не правило. Сложнее со всей Вселенной в целом: если считать её открытой системой, то что может служить её внешней средой? Современная физика полагает, что такой средой для нашей вещественной Вселенной является вакуум.

    Итак, синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдаются две фазы:

1. Период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию.

2. Выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

Не то, что мните Вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик –

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык…

Ф.И. Тютчев

Заключение

В синергетике достаточно строго показывается, что никакими внешними воздействиями нельзя «навязать» системе нужное кому-либо поведение: можно только выбрать наиболее подходящий из потенциально заложенных в ней путей. К сожалению, в реальной жизни этот принцип очень часто нарушается, и это приводит иногда к тяжелым последствиям в политике, экономике, личной жизни и т.п.

Синергетика по-новому осветила воззрения мыслителей разных эпох. Она вобрала в себя представления Платона об эйдосах-формах и Аристотеля о внутренней цели развития (энтелехии); Р. Декарта о космических вихрях; Г. Лейбница о монадах, потенциально заложенном; Ф. Шеллинга о самоорганизации в природе как аналогии творчества человеческого духа; Ф. Ницше о вечном вращении, цикличности; А. Бергсона о необратимости эволюции, жизненном порыве. Синергетический подход позволяет осмыслить по-новому работы Е.С. Федорова, А.А. Любищева, Н.А. Бернштейна, малоизвестные рукописи К.Э. Циолковского, книги и поэзию А.Л. Чижевского. Постоянно напоминания о целостности мира, об ускользающих от нашего внимания взаимосвязях в нем, рекомендуя чаще мыслить «нелинейно», синергетика направляет человека на то, чтобы он был не только умнее, но и мудрее…

Список использованной литературы:

1. «Концепции Современного Естествознания», 2003г.

Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. стр.: 79-84

2. «Концепции Современного Естествознания», 1999г.

Потеев М.И., стр. 276-290

3. «Концепции Современного Естествознания», 2001г.

Самыгина С.И., стр. 251-253

4. «Концепции Современного Естествознания», 1998г.

Горелов А.А., стр. 111-112