- •Современная научная картина мира
- •Оглавление
- •Часть I Наука и научная картина мира …………………………………………. 7
- •Часть II Основополагающие концепции современной науки ……………… … 36
- •Часть III Некоторые приложения концепций современной науки ……….... 62
- •Введение
- •Часть I. Наука и научная картина мира
- •1.1. Единство мира и способы его постижения
- •1.1.1. Природа, цивилизация и культура как целостная система
- •1.1.2. Мифология, религия, искусство, наука как компоненты культуры и способы постижения природы
- •1.1.3. Познание и мировоззрение
- •1.1.4. Обобщенная картина мира
- •1.2. Наука и научный метод исследования
- •1.2.1. Наука как компонент культуры
- •1.2.2. Наука как способ объективного познания
- •1.2.3. Научный метод исследования
- •1.2.4. Динамика развития науки и формирование научных парадигм
- •1.3. Научная картина мира
- •1.3.1. Структура научной картины мира
- •1.3.2. Дифференциация наук
- •1.3.3. Естественные науки и гуманитарное знание: проблемы интеграции
- •1.3.4. Естественно-научное и гуманитарное мышление
- •Часть II. Основополагающие концепции современной науки
- •2.1. Элементы теории систем
- •2.1.1. Системный подход к описанию окружающего мира
- •2.1.2. Классификации социоприродных систем
- •2.1.3. Свойства открытых систем
- •2.1.4. Системная картина мира
- •2.2. Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия
- •2.2.1. Общие представления
- •2.2.2. Сценарий самоорганизации
- •1. Фазовое пространство и фазовые траектории
- •2. Точка бифуркации
- •3. Фракталы и аттракторы
- •4. Сценарий
- •2.2.4. Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •1. Синергетическая картина мира
- •2. Универсальный эволюционизм
- •2.3. Элементы теории управления
- •2.3.1. Самоорганизация и организация
- •2.3.2. Контур с обратной связью
- •2.3.3. Управление и управленческая деятельность
- •Часть III. Некоторые приложения концепций
- •3.1.2. Структура и специфика естественно-научной картины мира
- •3.1.3. Фундаментальные понятия естествознания
- •1. Материя и формы ее существования: вещество и поле
- •2. Атрибуты материи: отражение и движение
- •3. Пространство и время
- •4. Энтропия и информация
- •2. Основополагающие принципы естествознания
- •3.1.5. Эволюция естественно-научной картины мира: от натурфилософии к хх веку
- •1. Доклассический период
- •2. Классическая наука
- •3.2. Современные частные естественно-научные картины мира
- •3.2.1. Физическая картина мира
- •1. Релятивистская картина мира
- •2. Квантово-полевая картина мира
- •3. Строение материи и физика элементарных частиц
- •4. Соотношение классической, релятивистской и квантовой картин
- •3.2.2. Космологическая картина мира
- •1. Вселенная
- •2. Гипотеза Большого Взрыва
- •Галактики
- •Звезды и звездно-планетные системы
- •5. Солнце и Солнечная Система
- •3.2.3. Геологическая картина мира
- •1. Общая характеристика планеты
- •2. Самоорганизация и эволюция Земли
- •3. Физические оболочки Земли
- •4. Геосфера
- •3.2.4. Химическая картина мира
- •1. Химическая эволюция
- •2. Общие представления о химическом процессе как способе самоорганизации химических систем
- •3. Самоорганизация и эволюция химических систем
- •4. Биологическая химия или предбиология
- •3.2.5. Биологическая картина мира
- •1. Общие представления
- •Гипотеза биохимической эволюции
- •Опережающее отражение
- •4. Биологический эволюционизм
- •5. Концепция генетики
- •6. Современная теория эволюции
- •7. Формирование биосферы
- •8. Экосистемный подход к изучению природы Земли
- •3.3. Гуманитарная картина мира
- •3.3.1. Антропологическая картина мира
- •1. Природа человека
- •2. Антропогенез: современные представления о происхождении и эволюции человека
- •3. Миграции древних людей и происхождение рас
- •4. Эволюция головного мозга и развитие психики
- •5. Человек как познающий субъект природы
- •6. Генетическая программа человека и природа интеллектуальных способностей
- •3.3.2. Социально-культурная картина мира Общие замечания
- •1. Краткий исторический экскурс
- •2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
- •3. Культурная антропология
- •3.3.3. Глобальная экологическая картина
- •1. Становление техногенной цивилизации и экологические уроки прошлого
- •2. Экологические проблемы современной цивилизации
- •3. Глобальный экологический кризис, его истоки и причины
- •4. Необходимость продуктивного диалога общества и природы
- •3.3.4. Новые модели развития цивилизации
- •1. Учение в.И.Вернадского о ноосфере
- •2. Восхождение к коэволюционной стратегии
- •3. Устойчивое развитие
- •Заключение
- •Тематика творческих работ
- •Системный подход к описанию окружающего мира.
- •Перечень вопросов к итоговой аттестации
- •Дополнительная литература
- •Глоссарий
2.3.2. Контур с обратной связью
Кибернетические системы обладают способностью не только приспосабливать формы своего поведения к изменениям окружающей среды, но и активно воздействовать на нее благодаря механизму прямой и обратной передачи информации. Под обратной связью понимают воздействие результатов функционирования какой-либо системы (или объекта) на характер этого функционирования. Например, при прикосновении к горячему предмету человек моментально отдергивает руку. Что произошло? При прикосновении руки к горячему в окончаниях нервных волокон, расположенных в коже (рецепторов), возник нервный импульс, который в виде электрического сигнала попадает в центральную нервную систему (мозг). ЦНС вырабатывает ответный импульс (команду), который направляется к мышцам руки. Учитывая, что длина нерва примерно 1,5 м, скорость распространения импульса - около 140 м/с, то время, в течение которого приходит команда, около 0,002 с. И глазом моргнуть не успеешь, еще и не подумаешь, а мозг уже все сделал. Но нужно еще и проконтролировать, как выполнен приказ. А для этого и потребуется обратная связь, которая несет информацию о правильности выполнения команды. В машинах и автоматических устройствах для управления есть специальные конструкции.
Если обратная связь приводит к неустойчивой работе системы, ее называют положительной. Если обратная связь стабилизирует функционирование, ее называют отрицательной. Системы, обладающие отрицательной обратной связью, способны к самоуправлению (самоорганизации). Например, все биологические системы при изменении внешних факторов перестраивают обмен веществ, работу органных систем, адаптируются к внешним условиям.
Отрицательная обратная связь заставляет систему вернуться к состоянию равновесия. Положительная обратная связь приводит к неустойчивости системы. Однако без неустойчивости нет развития. Поэтому нелинейная положительная обратная связь является важнейшим элементом в автокаталитических процессах самой различной природы (биологические, экономические, социальные и др.). Она создает условия для сверхбыстрого развития процессов, заставляет систему быстрее реагировать на негативные воздействия, перестраиваться и приходить в устойчивое состояние.
Под влиянием внешнего воздействия в управляемой системе происходят изменения каких-то параметров. Посредством прямой связи информация I об этих изменениях поступает в управляющую систему. Управляющая система направляет корректирующий сигнал I1, под влиянием которого управляемая система перестраивается (рис. 8). Информация об этом I2 в виде обратной связи поступает в управление, которое снова вырабатывает корректирующий сигнал, и так до тех пор, пока существует вся система. Корректирующая обратная связь управляет поведением объекта при движении его к цели или какому-то состоянию. Каждый управленческий цикл - это некий элементарный акт, «квант» управления. Совокупность таких «квантов» поддерживает систему в устойчивом состоянии.
внешнее воздействие
управляющая I - прямая связь управляемая действие система система
I2 - обратная связь
|
Рис. 8. Упрощенная схема контура управления
Процессы функционирования живого организма, общества, автоматических систем складываются из множества контуров управления или самоуправления. Среди этого множества выделяются два типа: первый обеспечивает простое управление, упорядочивание, симметрию, устойчивость, второй - накапливает новые изменения и способствует самоорганизации управляемой системы, благодаря чему образуются новые формы, повышается уровень организации, появляется тенденция к изменениям.
Независимо от иерархического уровня системы, структура механизма управления одна и та же: управляемый объект, управляющий субъект, система обратных связей, управляющее воздействие, способствующее сохранению целостности системы.
Например, система управления государством (государственные власти) ведет целенаправленную деятельность по сохранению целостности государства, диспетчер железнодорожной станции - по сохранению устойчивости работы станции за счет упорядочения грузопотоков, оператор химического производства поддерживает необходимые параметры в реакторных колоннах с целью оптимизации процесса получения желаемых веществ и обеспечения безопасности производства. Разрушение обратной связи ведет к неуправляемости системы и ее разрушению. В случае ослабления обратной связи начинается несогласованность в работе системы. Так, если нарушается обратная связь организма со средой, наступает болезненное состояние, которое может закончиться разрушением всей системы (гибелью организма); если диспетчер не располагает достаточным количеством данных, начинаются сбои в работе транспорта; если предприятие не знает точно спроса на свою продукцию, то может произойти перепроизводство и затоваривание, а значит, и убытки.