
- •Введение в естествознание
- •1. Понятие науки и культуры
- •2. Структура естественнонаучного познания
- •Периоды развития естествознания накопление рациональных знаний в системе первобытного сознания
- •Наука в цивилизациях древнего востока
- •2. Возникновение науки
- •3. Пифагорейский союз
- •4. Формирование первых естественнонаучных программ
- •5.Атомистическая программа
- •6. Математическая программа
- •7. Учение Аристотеля
- •8. Естествознание эллинистически-римского периода
- •9. Развитие астрономии
- •10.Геоцентрическая система Птолемея
- •11. Античные воззрения на органический мир
- •12. Упадок античной науки
- •Естествознание в эпоху средневековья
- •1. Особенности средневековой духовной культуры
- •2. Естественнонаучные достижения средневековой арабской культуры
- •3.Становление науки в средневековой Европе
- •4.Физические идеи Средневековья
- •5. Алхимия как феномен средневековой культуры
- •7.Религиозная трактовка происхождения человека
- •Познание природы в эпоху возрождения
- •1.Мировоззренческая революция Возрождения
- •2.Зарождение научной биологии
- •3.Коперниканская революция
- •Возникновение классической механики
- •1.Особенности познавательной деятельности в 17 веке
- •2.Три закона планетарных движений
- •3.Формирование предпосылок классической механики
- •4.Ньютонианская революция
- •5. Изучение магнитных и электрических явлений
- •Естествознание 18 - первой половины 19 века
- •1. Характеристика развития физики
- •2.Развитие астрономической картины мира
- •3.Возникновение и развитие научной химии
- •4.Развитие биологии
- •Естествознание ιι половины χιχ века: на пути к научной революции
- •1.Развитие физики
- •2. Астрономические знания
- •3. Биологические знания
- •Словарь
- •Тематический план
- •Поурочное планирование
- •Тема 1. Современная физическая картина мира
- •Тема 2. Современная астрономическая картина мира
- •Тема 3. Современная биологическая картина мира
- •Тема 4. Мир живого
- •Тема 5. Теория самоорганизации
- •Тема 6. Естествознание и будущее цивилизации
- •Тема 7. Наука и квазинаучные формы
- •Современная физическая картина мира
- •1.Создание специальной теории относительности
- •2. Возникновение и развитие квантовой физики
- •3. Квантовая механика — теоретическая основа современной химии
- •4. Методологические установки неклассической физики
- •5. Фундаментальные физические взаимодействия
- •6. Классификация элементарных частиц
- •7. Теории элементарных частиц
- •Современная астрономическая картина мира
- •1.Солнечная система
- •2.Общая характеристика звезд
- •3.Галактики
- •4.Вселенная в целом
- •5.Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций
- •Методологические установки «неклассической» астрономии XX в.
- •Биологическая картина мира
- •1. Рождение генетики как науки
- •2. Хромосомная теория наследственности.
- •3. Синтетическая теория эволюции
- •4.Микроэволюция и макроэволюция
- •5. Мир живого
- •Основные уровни организации живого
- •6. Возникновение жизни на Земле
- •7. Развитие органического мира
- •Возникновение человека и общества
- •1. Естествознание XVII о происхождении человека
- •2.Учение Дарвина как основа материалистической теории антропогенез.
- •Родословная человека Насекомоядные млекопитающие
- •Шимпанзе Горилла Австралопитеки Гиббон Орангутанг
- •3.Возникновение труда
- •4.Становление социальных отношений
- •5. Генезис сознания и языка
- •Особености постнекласической науки ххі в.
- •Теория самоорганизации (синергетика)
- •1.Понятие самоорганизующихся систем
- •2. Закономерности самоорганизации
- •3. Глобальный эволюционизм
- •Естествознание и будущее цивилизации
- •1. Экологический кризис и пути его разрешения
- •3. Основные черты современного экологического кризиса
- •4. Принципы и пути преодоления экологического кризиса
- •5. Биотехнологии и будущее человечества
Теория самоорганизации (синергетика)
1.Понятие самоорганизующихся систем
Предметом синергетики являются сложные самоорганизующиеся системы. Современное естествознание ищет пути теоретического моделирования самых сложных систем, которые присущи природе, — систем, способных к самоорганизации, саморазвитию.
Основные свойства самоорганизующихся систем — открытость, нелинейность, диссипативность. Теория самоорганизации имеет дело с открытыми, нелинейными диссипативными системами, далекими от равновесия.
1) Открытые системы — это такие системы, которые поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного притока извне и (или) стока вовне вещества, энергии или информации. Причем приток и сток обычно носят объемный характер, т.е. происходят в каждой точке данной системы. Постоянный приток (и сток) вещества, энергии или информации является необходимым условием существования неравновесных, неустойчивых состояний в противоположность замкнутым системам, неизбежно стремящимся (в соответствии со вторым началом термодинамики) к однородному равновесному состоянию.
Неравновесность, неустойчивость открытых систем порождается постоянной борьбой двух тенденций. Первая — это порождение и укрепление неоднородностей. И вторая — рассеивание неоднородностей, «размывание» их, диффузия.
Если побеждает первая тенденция, то открытая система становится самоорганизующейся системой, а если доминирует вторая — открытая система рассеивается, превращаясь в хаос. А когда эти тенденции примерно равны друг другу, тогда в открытых системах ключевую роль — наряду с закономерным и необходимым — могут играть случайные факторы, флуктуационные процессы. Иногда флуктуация может стать настолько сильной, что существовавшая организация разрушается.
Открытые системы — это системы необратимые; в них важен фактор времени.
2) Нелинейность - если большинство систем Вселенной носит открытый характер, то это значит, что во Вселенной доминируют не стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность. Вследствие этого Вселенная оказывается способной к развитию, эволюции, самоорганизации. Стабильные и равновесные системы не способны к самоорганизации, они являются тупиками эволюции.
Неравновесные системы благодаря избирательности к внешним воздействиям среды воспринимают различия во внешней среде и «учитывают» их в своем функционировании. При этом некоторые слабые воздействия могут оказывать большее влияние на эволюцию системы, чем воздействия, хотя и более сильные, но не адекватные собственным тенденциям системы.
Процессы в нелинейных системах часто носят пороговый характер — при плавном изменении внешних условий поведение системы изменяется скачком. В состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих сложившуюся структуру и способствующих ее радикальному качественному изменению.
Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают и поддерживают неоднородности в среде. В таких условиях между системой и средой могут иногда создаваться отношения обратной положительной связи, т.е. система влияет на свою среду таким образом, что в среде вырабатываются условия, которые в свою очередь обусловливают изменения в самой этой системе (например, в ходе химической реакции вырабатывается фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого). Последствия такого рода взаимодействия открытой системы и ее среды могут быть самыми неожиданными и необычными.
3) Диссипативность. Открытые неравновесные системы, активно взаимодействующие с внешней средой, могут приобретать особое динамическое состояние — диссипативность, т.е. своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне. Диссипация — это тенденция к размыванию организации, но в нелинейных, неравновесных системах она проявляет себя и через противоположную функцию — структуробразование. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут спонтанно формироваться новые типы структур, совершаться переходы от хаоса и беспорядка к порядку и организации, возникать новые динамические состояния материи.
Диссипативность проявляется в различных формах: в способности «забывать» детали некоторых внешних воздействии; в «естественном отборе» среди множества микропроцессов, разрушающем то, что не отвечает общей тенденции развития.
Понятие диссипативности тесно связано с понятием хаоса. Синергетика переосмысливает понятие хаоса. Она определяет хаос как многоликое материальное начало, которое не только разрушает и само является продуктом разрушения, но и способствует созиданию нового. (В этических оценках: хаос не только зло, но и добро.) Благодаря хаосу материя деструктурируется и насыщается неопределенностью, в то же время она порождает структурные организации, оказывается способной к самоорганизации, потенциально готова к новаторству. Потенциальная способность хаоса к творчеству порождается тем, что, философски выражаясь, случайность сама случайна, а значит, она не всегда несущественна, иногда она закономерна. А если закономерна, то направлена на порождение и поддержание некоторой структурности, организованности. Синергетика конкретизирует эту общую идею и показывает, при каких условиях хаос оказывается конструктивной силой.
Синергетика конкретизирует созидательные функции хаоса. Во - п е р в ы х, хаос необходим для исходного структурирования нелинейной среды. В о - в т о р ы х, он способствует объединению простых структур в единую структуру, согласованию темпов их эволюции, объединению, «склеиванию» «темпомиров». В-третьих, «хаос может выступать как механизм переключения, смены различных режимов развития системы, переходов от одной относительно устойчивой структуры к другой».
Синергетика подводит нас к мысли, которая была сформулировала еще древнегреческой философии (и мифология): все существующее (Космос) рождается из Хаоса и рано или поздно возвращается в Хаос.