
- •Шапиро с.В. Основы синергетики
- •Введение
- •Глава первая. Основные определения и постулаты
- •1.1.Три сущности окружающего мира
- •1.2.Что такое материя?
- •1.3. Что такое порядок?
- •1.4. Что такое пространство и время?
- •1.5. Что такое масса и энергия?
- •1.7.Что такое синергия? Взаимосвязь энергетических (материальных) и информационных процессов
- •Глава вторая. Почему возникает порядок?
- •2.1. Почему время необратимо?
- •2.2 Созидательная роль двух тенденций природы
- •2.3. Возникновение простейших упорядоченных состояний
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава третья. Как возникает порядок?
- •3.1. Спонтанное возникновение порядка на молекулярном уровне
- •3.2 Конденсированные системы
- •3.3. Неравновесные системы
- •3.4. Диссипативные системы
- •3.5. Основные законы накопления порядка в диссипативных системах
- •3.6. Неравновесные процессы в химии. Химическая эволюция.
- •3.7.Вселенная, как неравновесная система
- •Вопросы для самоконтроля
- •4.1. Определение и основные признаки управляемых систем
- •4.2. Принцип устройства и действия систем отрицательной обратной связи
- •4.3. Динамика систем обратной связи
- •4.4. Непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) способы передачи информации в управляемых системах
- •4.5. Примеры передачи дискретной информации в биологических системах
- •4.6 . Сложные структуры обратной связи. Системы оптимального управления
- •Глава пятая. Информационные процессы в биологических системах
- •5.1. Определение и основные признаки биологических систем
- •5.2. Термодинамика клетки. Возникновение цели.
- •5.4 Самовоспроизводство управляемых систем. Теорема фон Неймана
- •5.5. Структура информационной системы клетки
- •5.6. Информационные процессы в клетке
- •5.7. Сохранение и совершенствование генетической информации
- •5.8. Генная инженерия
- •5.9. Управление в клетке
- •5.10. Управление в многоклеточных организмах
- •5.11. Происхождение и эволюция живых организмов
- •Хордовые
- •5.12. Биосфера.
- •5.13. Формирование нервной системы высших животных
- •5.14. Кибернетика поведения высших животных. Поведенческий инстинкт
- •Глава шестая. Интеллектуальные системы
- •6.1. Определение и основные признаки интеллекта
- •6.2. Познание окружающего мира. Самопознание человеком самого себя
- •6.3. Творчество. Духовная жизнь человека
- •6.4. Мировоззрение
- •6.5. Тезаурус
- •6.6. Труд. Воля
- •6.7. Уровни мышления человека: сознание и подсознание. Связь с другими инстинктами человека
- •6.8. Происхождение и эволюция интеллекта
- •Принципиальная логическая цепочка превращения поведенческого инстинкта в интеллект
- •6.9. Хронология становления человека
- •6.10. Труд животных и человека
- •Которая привела к нервной системе управления
- •6.11.Вера и эстетическое чувство у истоков интеллекта
- •6.12. Приобретённое и врождённое в языке
- •6.13.Искуственный интеллект
- •Модель познания внешнего мира интеллектом
- •Ноосфера
- •7.1. Определение, основные признаки и свойства социальных систем.
- •7.2. Производство
- •7.3. Рынок
- •7.4. Государство
- •7.5. Потребление
- •7.6. Общественный интеллект – естественная основа формирования социальных систем.
- •7.7. Роль интеллекта в расширенном воспроизводстве
- •7.8. Происхождение и эволюция общественного интеллекта и социальных систем
- •7.9. Ноосфера
- •Содержание
- •1.1.Три сущности окружающего мира 5
1.2.Что такое материя?
Прежде всего, следует определить, какой смысл современное естествознание вкладывает в понятия материя, гармония и пространство-время.
Материя является строительным материалом всех объектов физической реальности. Кирпичиками его являются элементарные частицы – электроны, протоны, нейтроны, фотоны, нейтрино, мезоны, гипероны,… и физические поля – гравитационное, электромагнитное, ядерные. Простейшими структурами, сформированными из этих частиц и полей, являются ядра атомов, сами атомы, ионы и молекулы – простые и сложные системы атомов. Все перечисленные объекты образуют микромир – низшую ступень формирования природы[12].
Анализ многочисленных экспериментальных данных в области процессов взаимодействия элементарных частиц привёл к убеждению, что элементарные частицы – составные структуры и есть ещё более простые компоненты материи – кварки и глюоны [44,45].
Большие скопления молекул и атомов формируют мезомир – газы, жидкости и твердые тела. Еще одна разновидность мезомира – плазма – скопление ионов.
Из элементов мезомира формируются планеты, солнечные системы, туманности, многочисленные разновидности космических объектов – астероиды, кометы, пульсары, квазары. Солнечные (звездные) системы объединяются в галактики и метагалактики. Все они образуют мегамир – Вселенную.
Перечисление объектов, определяющих мезомир, было бы неполным, если в него не включить находящиеся на Земле биологические объекты (биосферу), их высшую форму – разумные существа, и созданный ими искусственный мир – мир техники, объектов культуры, науки, быта, именуемый цивилизацией (ноосферой).
Есть еще термин, являющийся синонимом "материи"* – вещество. Иногда его рассматривают ỳже, чем материю, исключая поля из сделанного выше определения [12].
1.3. Что такое порядок?
В предыдущем параграфе, перечисляя основные формы материи, мы не смогли избежать одновременного перечисления присущего им порядка. Такая тесная связь двух сторон физического мира неизбежна. Тем не менее, в интересах анализа приходится рассматривать их по возможности отдельно.
Человечество создало удивительную модель мира – шахматы. Анализ этой игры позволит нам лучше объяснить гораздо более сложные комбинации, протекающие в природе. Аналогом материи в этой игре являются шахматные фигуры, аналогом порядка – правила их перемещения, первоначальное расположение, правила поочередного хода, ну и все другие (рокировка, объявление шаха, мата...). Аналогом пространства является доска, а времени – ходы белых и черных, а также учет времени переключающимися часами. Если какая-то фабрика выпустит тысячу шахматных досок и тысячу комплектов белых и черных фигур, то это вовсе не значит, что на этой фабрике сделано 1000 шахматных игр.
Исходя из этой аналогии, заключаем, что основными элементами порядка являются признаки и свойства различных объектов природы, а также закономерности их строения и поведения. Такое определение, безусловно, не полно. Здесь действует то же правило познания, что и в случае материи – дать определение обобщенной категории можно лишь индуктивным путем, путем перечисления.
Порядок природы (гармония) – это принципы и законы существования и взаимодействия всех ее объектов и систем, их свойства, связи, отношения и формы движения. Порядок (гармония) включает в себя не только те законы, которые установлены экспериментально, благодаря изучению природы, но и те, которые выведены из них путем обобщения и анализа. Порядок (гармония) определяет собой и законы организации материи и управления ее движением, и законы движения самого порядка (развития), а также законы формирования объектов, придуманных человеком.
Для того, чтобы данное определение было исчерпывающим, надо уточнить, что именно современное естествознание вкладывает в понятие закон (закономерность). Главное в понятии закона – повторяемость явлений или их составных частей. Такая повторяемость позволяет предвидеть развитие событий или даже создавать новые события или объекты из нескольких известных повторяющихся явлений или объектов. В этом случае создается новый, сложный закон (закономерность). Так, например, законы жизни (законы функционирования биологических систем) складываются из химических законов и законов управления. В сущности, каждое явление и каждый объект природы складывается из совокупности закономерностей. Если круг таких явлений и объектов ограничен небольшим числом, то говорят о признаке или свойстве данного явления или объекта.
Повторяемость свойств (признаков) в пределах одного объекта именуется симметрией.
Повторяемость явлений, объектов и их составных частей приводит к необходимости счета этих повторений, т.е. определению их количественной меры. Таким образом, ещё одним признаком порядка является наличие количественных (числовых) связей между явлениями и объектами физической реальности и их составляющих. Чем сложнее явление или объект, т.е. чем больше число законов определяет их существование, тем сложнее их количественные характеристики. Возникновение сложных закономерностей (свойств, признаков, связей и т.п.) также подчиняется определенным законам, именуемым законами математики.
Говоря обо всех видах закономерностей, следует в первую очередь подчеркнуть их единство. Во всяком случае, одним из столбовых направлений развития науки является поиск закономерностей, связывающих между собой внешне различные процессы.
Иными словами, все закономерности в природе взаимосвязаны, образуют единый управляющий центр. И если человечество в процессе познания еще не смогло установить каких-либо связей между различными явлениями или объектами, то почти никто не сомневается в том, что они есть.
Такая ситуация сложилась, например, с элементарными частицами или с различными видами взаимодействия – гравитационным, электромагнитным и ядерным. Открытие нескольких десятков элементарных частиц породило новый кризис в физике – необходимость создания единой закономерности, объясняющей или систематизирующей это многообразие. Что-нибудь вроде таблицы Менделеева для элементов. То же самое и в области их взаимодействия.
Законы более низких уровней являются следствиями законов более высоких уровней. Так, законы оптики вытекают из законов электродинамики; законы информатики являются следствием законов термодинамики, биологические законы являются следствием химических законов и законов информатики.
Антиподом термина порядок является термин хаос [11] – такая совокупность физических объектов и явлений, которая лишена повторяемости и, следовательно, предсказуемости. При этом следует различать два вида хаоса – полный, т.е. лишённый какой-либо повторяемости, и смешанный с определённой долей порядка, именуемый детерминированным хаосом. Последний также является объектом изучения синергетики.