Основные понятия и термины

Антропогенез, антропосоциогенез, антропоиды, рамапитек, сивапитек, зинджантроп (человек умелый), австралопитек, питекантроп, синантроп, неандерталец, кроманьонец, социобиология, нелинейность антропогенеза, биологическая эволюция, социальная эволюция, онтогенез, филогенез. фенотип, генотип, биологический (молекулярно-генетический) редукционизм, сознание, бессознательное, здоровье, болезнь, биологическое время, эвтаназия, модели знания, транпсихическое

Тема 18. Естествознание на пороге XXI века Занятие 1.

1. Формирование идей самоорганизации в науке. Концепция необратимости и термодинамика: энергия, температура, энтропия.

2. Характеристики самоорганизующихся систем: открытость, нелинейность, диссипативность. Примеры самоорганизующихся систем.

3. Закономерности самоорганизации. Фундаментальная роль случайности в синергетике. Возможности выбора путей развития системы и точка бифуркации.

М е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я

Одна из ключевых идей теории самоорганизации (синергетики)-необратимость, означающая однонаправленное изменение от прошлого к будущему . Идея необратимости возникла в классической термодинамике -разделе физики, в котором изучаются наиболее общие свойства систем, находящихся в состоянии теплового равновесия . Из II начала термодинамики следует ,что в замкнутых изолированных системах происходит необратимый процесс возрастания энтропии. Энтропия (S) – это мера необратимых превращений энергии или мера беспорядка в системе.

В результате протекания процессов в изолированных системах сами системы переходят в состояние равновесия, которое соответствует максимальному беспорядку системы – равновесной тепловой хаос. Таким образом , самоорганизация (эволюция) в случае замкнутой системы приводит ее в состояние максимального беспорядка . Стремление распространить второе начало термодинамики на всю Вселенную закончилось ошибочным вызовом о «тепловой смерти Вселенной». Но в особенно яркое противоречие второй закон термодинамики вступил с эволюционной теорией Дарвина, согласно которой самоорганизация в живой природе приводит к систему к усложнению структур и форм,, к увеличению структур и форм , к увеличению порядка , к избавлению от хаоса . Все это привело к тому ,что в физике появилось понятие открытой системы , то есть системы , которая может обмениваться с окружающей средой веществом, энергией , информацией ,и возникла термодинамика неравновесных систем . Именно она позволила устранить противоречия о которых было сказано выше .Возникновение термодинамики открытых систем (синергетики) означало ,что материя способна осуществлять работу и против термодинамического равновесия , самоорганизовываться и самоусложняться .

Во втором вопросе описываются свойства самоорганизующих систем. К таким свойствам относят : 1)открытость, нелинейность, диссипативность , неравновесность. Давая характеристику самоорганизующим системам закономерно указать, что развитие таких систем означает их переход от менее к более упорядоченным формам организации (переход от порядка к хаосу) .В настоящее время самоорганизация развивается по нескольким направлениям: синергетика (Г.Хакен), неравновесная термодинамика (И.Р. Пригожин) и др. Примерами самоорганизации , например механизм действия лазера, образование сотовой структуры в подогреваемой снизу жидкости, так называемые ячейки Бенара ;превращение ламинарного течения жидкости в турбулентное; периодическое изменение цвета раствора в химических системах – реакция Б.Белоусова – А.Жаботинского , рост кристаллов , формирование живого организма , рыночная экономика.

Общий смысл комплекса синергетических идей (термин Г.Хакена) обсуждается в третьем вопросе темы. При этом необходимо обратить внимание, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности . В цикле развития такой системы наблюдаются : 1) период плавного эволюционного развития . Если параметры системы достигают критических значений , то система попадает в состояние неравновесности и неустойчивости . Именно в силу этого происходят качественные изменения в системе. Состояние максимальной хаотичности неравновесного процесса , откуда дальнейшая эволюция нелинейного процесса может развертываться по ряду направлений называют точкой бифуркации. Переходные процессы ведут к образованию структур , их часто называют аттракторами (от лат. - притягивать). Если система попадает окрестность определенного аттрактора, то она эволюционирует именно к нему. Существенным моментом в развитии систем является случайность, встроенная в механизм эволюции.

Таким образом, самоорганизующиеся системы обретают присущее им вмешательство извне. Эти системы обладают способностью переходить в неоднородное , но хорошо упорядоченное состояние или в одно из нескольких возможных состояний.

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Что выражает первый закон термодинамики?

2. Дайте определение второго закона термодинамики?

3. Как можно сформулировать тот же закон с помощью понятия энтропии?

4. В чем состоит статистический смысл энтропии?

5. Укажите причины, вследствие которых невозможно построение вечных двигателей первого и второго рода.

6. Какие системы называют открытыми или изолированными?

7. Как происходит эволюция в закрытых системах?

8. Что называют точкой термодинамического равновесия?

9. Может ли Вселенная прийти в состояние тепловой смерти?

10. Какие условия необходимы для того, чтобы самоорганизация началась в простейших системах неограниченной природы?

11. Приведите примеры самоорганизации, синергетического поведения систем, известные Вам из истории науки, истории развития человеческого общества?

Рефераты и доклады

1.Роль самоорганизации в развитии процессов в природе.

2.Энтропия и вероятность

3.Что такое «демон Максвелла»?

4.Проблема тепловой смерти Вселенной и эволюционная теория Дарвина.

5. Основные идеи работы Э.Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физики».

Б и б л и о г р а ф и ч е с к и й с п и с о к

За и против хаоса (заметки о науке эпохи Глобальной смуты)// Общественные науки и современность. 1999. №6.

Князева Е.Н. Саморефлективная синергетика//Вопросы философии. 2001. №10.

Князева Е.Н. Пригожин И. Физик и философ //Наука и жизнь 2000. №11.

Пригожин И. Кость еще неброшена // Наука и жизнь. 2002. №11

Синергетике 30 лет. Интервью с профессором Хакеном //Вопросы философии. 2000. №3.

Баранцев Р.В.Имманентные проблемы синергетики// Вопросы философии 2002 №9

Пригожин И. Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.,1986.

Принципы самоорганизации. М..1996.