Тема 6 Сложные системы. Самоорганизация. Синергетика

Сложная система  - система с большим количеством управляющих параметров, и большим количеством связей. В сложной системе существуют свойства, отсутствующие у частей системы.

Синергетика– теория самоорганизации. Её появление в современном естествознании инициировано подготовкой глобального эволюционного синтеза всех естественно-научных дисциплин

материя имеет способность осуществлять работу против термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться

Самоорганизация– процесс спонтанного и скачкообразного перехода системы из менее упорядоченного состояния (простого) в более упорядоченное (сложное)

Если искать предельно краткую характеристику синергетики как науки, то она включила бы в себя три   основных понятия: нелинейность, открытость, диссипативность.

Нелинейность- нужна для возникновения необычной реакции, когда малые внешние воздействия могут привести к существенным изменениям в системе (к самоорганизации).

Открытость- необходимое условие существования неравновесных состояний, в противоположность замкнутой системе, неизбежно стремящейся к однородному равновесному состоянию (по второму началу термодинамики).

Диссипативность- как фактор естественного отбора, разрушающий все, что не отвечает тенденциям развития.

Именно нелинейные открытые диссипативные системы лежат в основе большинства биологических,   физических, социальных явлений. Суть идей, положенных в основу этих наук: процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной равноправны; процессы созидания имеют единый алгоритм, независимо от природы систем, в которых они осуществляются. Т.е. синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма самоорганизации., под которой понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее сложных и упорядоченных форм к более сложным и упорядоченным. Т.е объектом синергетики могут быть системы, которые а) открыты б)неравновесны. Именно такими являются большинство известных систем. В цикле развития таких систем присутствуют две фазы – плавного эволюционного развития и одномоментные переходы в новое устойчивое состояние с большей степени упорядоченности (причем такой переход неоднозначен). Достигшая критических параметров (точка бифуркации) система из состояния сильной неустойчивости как бы сваливается в одно из доступных устойчивых состояний – случайно выбранное! Но после этого перехода обратного пути уже нет. Получается, что развитие таких систем непредсказуемо.

Предварительные выводы – хаос не только разрушителен, но и созидателен –   развитие проходит через стадию неустойчивости. Линейный характер эволюции сложных систем не правило, а исключение. Развитие осуществляется через случайный выбор одной из разрешенных возможностей – т.е. случайность встроена в механизм эволюции.

Еще раз –главные идеи синергетики – для реального мира характерны эволюционность, необратимый характер развития, возможность решающего влияния малых событий на общее течение макропроцессов, и, второе, для сложных систем характерна не единственность, а множественность путей развития, третье, вблизи точек ветвления наблюдаются значительные флуктуации.

Обратная связь: если реакция системы может изменять характер или величину воздействия на систему, то говорят, что в системе имеется обратная связь.