19. Самоорганизующиеся системы и их свойства. Примеры процессов самоорганизации.

Термин «синергетика» для определения совокупного, кооперативного действия объектов в процессе самоорганизации ввёл в 1969 году немецкий физик Г.Хакен.

Значительный вклад в теорию самоорганизации систем внёс И.Р.Пригожин. Он показал, что в диссипативных системах (системах, в которых имеет место рассеяние энергии) в ходе неравновесных необратимых процессов возникают упорядоченные образования, которые были названы им диссипативными структурами.

Основными свойствами самоорганизующихся систем являются открытость, диссипативность и нелинейность.

Рассмотрим эти свойства на конкретном примере самоорганизации электромагнитного излучения в лазере. Лазеры являются квантовыми генераторами когерентного электромагнитного излучения.

Процесс самоорганизации электромагнитного излучения (света) происходит в оптическом резонаторе, являющемся открытой системой.

Передача энергии кристаллической решётке рубина и есть процесс диссипации, так как часть энергии упорядоченного состояния (энергии «высокого качества») переходит в энергию теплового хаотического движения ионов решётки (энергию «низкого качества»), т. е. имеет место рассеяние части энергии, выступающее в данном случае как системообразующий фактор.

Вначале некоторые ионы хрома спонтанно (самопроизвольно) начинают переходить из возбуждённого состояния в основное, при этом излучаются цуги электромагнитных волн. Цуги, направление распространения которых не совпадает с осью рубинового стержня, покидают его. Это своеобразный процесс диссипации энергии. Под действием энергии цугов, распространяющихся в аксиальном направлении, начинают происходить вынужденные переходы ионов хрома в основное состояние, сопровождающееся так называемым вынужденным излучением цугов, колебания векторов напряжённостей электрического и магнитного полей в которых согласованы по фазе, поляризации направлению распространения с аналогичными параметрами вынуждающего излучения. Количество цугов увеличивается лавинообразно. Это существенно нелинейный процесс. Для его усиления в лазере предусмотрена положительная обратная связь, которую обеспечивают серебряные зеркала на торцах рубинового стержня.

Таким образом, в процессе самоорганизации электромагнитного импульса в резонаторе лазера проявились такие свойства системы как открытость, позволившая за счёт обмена энергией с внешней средой перейти системе в неравновесное состояние; диссипативность, благодаря которой была сформирована инверсная заселённость энергетических уровней ионами хрома и обеспечено аксиальное распространение цугов и нелинейность, проявившаяся в лавинообразном нарастании числа согласовано взаимодействующих цугов.

20. Принципы устойчивого развития. Планетарное мышление.

Устойчивое развитие – это процесс, обеспечивающий экономический рост социоприродной системы любого уровня сложности, не нарушающий её безопасности и ведущий к повышению «качества жизни» как настоящих, так и будущих поколений. Понятие «безопасность» в данном случае используется в самом широком смысле – от личной безопасности до безопасности национальной, региональной и глобальной.

Концепция устойчивого развития является теоретической основой парадигмы устойчивого развития, представляющей собой модель постановки задач и их решения, а также методологию исследований. В основе концепции устойчивого развития лежит ряд принципов.

Принцип биосфероцентризма. Переход во взаимоотношении человек – природа от принципа антропоцентризма к принципу биосфероцентризма. Принцип антропоцентризма определяет доминирующий статус человека в его взаимоотношениях с биосферой. Это означает чисто потребительское отношение к природе, которое неизбежно ведёт к экологической катастрофе. Выход из сложившейся кризисной ситуации находится формировании новых духовно-нравственных ценностей человека, направленных на переориентацию эпицентра развития с «человеческого» на «биосферное» измерение бытия.

Принцип коэволюции человека и биосферы. Принцип коэволюции (совместного развития) человека и биосферы выдвинут академиком Н.Н.Моисеевым. Он направлен на обеспечение основных потребностей человека при сохранении адаптационных возможностей естественных экологических систем как на локально-региональном, так и на глобальном уровне. Производственно-хозяйственная и социокультурная деятельность людей не должна приводить к деградационным изменениям естественных экосистем. Соблюдать принцип коэволюции особенно важно при условии продолжающего мирового демографического роста и интенсификации потребления природно-ресурсного потенциала.

Принцип оптимизации потребностей. Возможности природно-ресурсного потенциала биосферы ограничены и поэтому наблюдающийся сейчас интенсивный рост общественных потребностей должен быть существенно замедлен, а в будущем возможно даже прекращён из-за угрозы деградации экосистем. Нормы потребления материальных благ должны быть при этом оптимизированы. Однако на пути реализации этого принципа существуют серьёзные трудности, связанные с сильно различающимися уровнями потребления в разных странах. Для развитых стран характерно сверхпотребление во всех его формах, а большинство населения развивающихся стран испытывает потребительский дефицит.