Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Кибернетика и синергетика – науки о самоорганизующихся системах

Название: Кибернетика и синергетика – науки о самоорганизующихся системах
Раздел: Рефераты по науке и технике
Тип: реферат Добавлен 05:12:52 25 августа 2002 Похожие работы
Просмотров: 3781 Комментариев: 3 Оценило: 3 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

Оглавление.

Кибернетика как наука, основные понятия кибернетик

Вклад кибернетики в научную картину мира

От хаоса к порядку. Синергетика как наука

Синергетические закономерности

Значение синергетики для современной науки и мировоззрения

Вводная часть

Фронт современной науки простирается от сравнительно част­ных, конкретных концепций относительно различных областей физи­ческого и химического мира, до глубочайших теорий, охватывающих различные сферы природы, общества и технической деятельности че­ловека. К последним следует отнести кибернетику и синергетику. По­ражает дерзость новых наук. Первая посягнула на познание механиз­мов управления в разных системах. Вторая -на проблему самооргани­зации самой материи, творения нового.

Рассмотрим различного рода системы, представляющие на пер­вый взгляд смесь различных и далеко отстоящих друг от друга пред­метов и явлений. В мире есть "самодействующие" физические систе­мы (от атома до планетарных систем и звездных ассоциаций), хими­ческие системы (например, органические соединения, биополимеры), биологические системы (растения, животное, человек), социальные системы (коллективы, отрасли производства, народное хозяйство, общество в целом). На самом деле, во всех этих системах есть общие свойства: способность к самодействию, подчиненность законам уп­равления, процессы переработки информации, способность к самона­стройке и самоорганизации и др. Изучением процессов управления в природе, обществе и технике и занимается наука кибернетика.

1. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетики

Кибернетика - наука об общих закономерностях процессов уп­равления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах. Она сравнительно молода. Её основателем яв­ляется американский математикН. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу "Кибернетика, или управление их связь в животном и машине". Своё название новая наука получила от древнегреческого слова "кибернетес", что в переводе означает "управляющий", "руле­вой", "кормчий". Она возникла на стыке математики, теории информации, техники и нейрофизиологии, ее интересовал широкий класс как живых, так и неживых систем.

Со сложными системами управления человек имел дело задолго до кибернетики (управление людьми, машинами; наблюдал регуляционные процессы у живых организмов и т.д.). Но кибернетика выделила общие закономерности управления в различных процессах и системах, а не их специфику. В “докибернетический” период знания об управлении и организации носили “локальный” характер, т.е. в отдельных областях. Так, еще в 1843 г. польский мыслитель Б. Трентовский опубликовал малоизвестную в настоящее время книгу “Отношении философии к кибернетике как искусству управления народом”. В своей книге “Опыт философских наук” в 1834 году известный физик Ампер дал классификацию наук, среди которых третьей по счету стоит кибернетика – наука о текущей политике и практическом управлении государством (обществом).

Эволюция представления об управлении происходила в форме накопления, суммирования отдельных данных. Кибернетика рассматривает проблемы управления уж ком фундаменте, вводя в науку новые теоретические “заделы”,новый понятийный, категориальный аппарат. В общую кибернетику обычно включают теорию информации теорию алгоритмов, теорию игр и теорию автоматов, техническую кибернетику.

ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА - отрасль науки, изучающая технические системы управления. Важнейшие направления исследований разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения информации.

К основным задачам кибернетики относятся:

1) установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей;

2) выявление ограничений, свойственных управляемым системам. и установление их происхождения;

3) нахождение общих законов, которым подчиняются управляе­мые системы;

4) определение путей практического использования установлен­ных фактов и найденных закономерностей.

“Кибернетический” подход к системам характеризуется рядом по­нятий. Основные понятия кибернетики:управление, управляющая си­стема, управляемая система, организация, обратная связь, алгоритм, модель, оптимизация, сигнал и др. Для систем любой природы понятие "управление" можно определить следующим образом: управление - это воздействие на объект, выбранное на основании имеющейся для этого информации из множества возможных воздействий, улучшаю­щее его функционирование или развитие. У управляемых систем все­гда существует некоторое множество возможных изменений, из кото­рого производится выбор предпочтительного изменения. Если у сис­темы нет выбора, то не может быть и речи об управлении.

Есть существенная разница между работой дачника, орудующе­го лопатой, и манипуляциями регулировщика - "гибэдэдэшника" на пере­крестке улиц. Первый оказывает на орудие силовое воздействие, вто­рой - управляет движением автомобилей. Управление - это вызов из­менений в системе или перевод системы из одного состояния в другое в соответствии с объективно существующей или выбранной целью.

Управлять - это и предвидеть те изменения, которые произойдут в системе после подачи управляющего воздействия (сигнала, несущего информацию). Всякая система управления рассматривается как един­ство управляющей системы (субъекта управления) и управляемой си­стемы - объекта управления. Управление системой или объектом всегда происходит в какой-то внешней среде. Поведение любой управля­емой системы всегда изучается с учетом ее связей с окружающей сре­дой. Поскольку все объекты, явления и процессы взаимосвязаны и влияют друг на друга, то, выделяя какой-либо объект, необходимо учитывать влияние среды на этот объект и наоборот. Свойством уп­равляемости может обладать не любая система. Необходимым усло­вием наличия в системе хотя бы потенциальных возможностей уп­равления является ее организованность.

Чтобы управление могло функционировать, то есть целе­направленно изменять объект, оно должно содержать четыре необхо­димых элемента:

1. Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта.

2. Канал воздействия на объект.

3. Цель управления.

4. Способ (алгоритм, правило) управления, указывающий, каким образом можно достичь поставленной цели, располагая информаци­ей о состоянии среды и объекта.

Понятие пели, целенаправленности. Основатель кибернетикиН. Винер писал, что "действие или поведение допускает истолкование как направленность на достижение некоторой цели, т.е. некоторого ко­нечного состояния, при котором объект вступает в определенную связь в пространстве и во времени с некоторым другим объектом или собы­тием" (Кибернетика. М., 1968. С. 288). Цель определяется как внеш­ней средой, так и внутренними потребностями субъекта управления. Цель должна быть принципиально достижимой, она должна соответ­ствовать реальной ситуации и возможностям системы (управляющей и управляемой).За счет управляющих воздействий управляемая сис­тема может целенаправленно изменять свое поведение. Целенаправ­ленность управления биологических управляемых систем сформиро­вана в процессе эволюционного развития живой природы. Она означает стремление организмов к их выживанию и размножению. Целе­направленность искусственных управляемых систем определяется их разработчиками и пользователями.

Понятие обратной связи. Управление по "принципу обратной свя­зи". Вели между воздействием внешней Среды и реакцией системы устанавливается связь, то мы имеем дело с обратной связью. Прин­цип обратной связи характеризует информационную и простран­ственно-временную зависимость в кибернетической системе. Если по­ведение системы усиливает внешнее воздействие, то мы имеем дело с положительной обратной связью, а если уменьшает, -то с отрицатель­ной обратной связью. Понятие обратной связи имеет отношение к цели управления. Поведение объекта управляется величиной ошибки в по­ложении объекта по отношению к стоящей цели. Яркий пример об­ратной связи - работа термопары в холодильнике.

Понятие информации. Управление - информационный процесс. информация - "пища", "ресурс" управления. Поэтому кибернетика есть вместе с тем наука, об информации, об информационных системах и процессах. Самый исходный смысл термина "информация" свя­зан со сведениями, сообщениями и их передачей. Бурное развитие в нашем веке телефона, телеграфа, радио, телевидения и других средств массовой коммуникации потребовало повышения эффективности про­цессов передачи, хранения и переработки передаваемых сообщении информации. "Докибернетическое" понятие информации связано с совокупностью сведений, данных и знаний. Оно стало явно непонятным, неопределенным с возникновением кибернетики. Понятие ин­формации в кибернетики уточняется в математических "теориях ин­формации". Это теории статистической, комбинаторной, топологи­ческой, семантической информации.

В отечественной и зарубежной литературе предлагается много разных концепций (определений) информации:

информация как отраженное разнообразие,

информация как устранение неопределен­ности (энтропии),

информация как связь между управляющей и уп­равляемой системами,

информация как преобразование сообщений,

информация как единство содержания и формы (например, мысль - содержание, а само слово, звук - форма),

информация - это мера упорядоченности, организации системы в ее связях с окружаю­щей средой.

Общее понятие информации должно непротиворечиво охватывать все определения информация, все виды информации. К сожалению. такого универсального понятия информации еще не разработано.

Информация может бытьструктурной, застывшей, окостенелой. например, в минералах, машинах, приборах, автоматических линиях. Любая машина - это овеществленная научная и техническая инфор­мация, разум общества, ставший предметом.

Информация может быть такжефункциональной, " актуальным управлением". Информация измеримая величина. Она измеряется в битах.

Каковы свойства информации? Первое - способность управлятьфизическими, химическими, биологическими и социальными процес­сами. Там, где есть информация, действует управление, а там, где осу­ществляется управление, непременно наличествует и информация. Вто­рое свойство информации - способность передаваться на расстоянии (при перемещении инфоносителя). Третье - способность информации подвергаться переработке. Четвертое - способность сохраняться в те­чение любых промежутков времени и изменяться во времени. Пятое свойство - способность переходить из пассивной формы в активную. Например, когда извлекается из "памяти" для построения тех или иных структур (синтез белка, создание текста на компьютере и т. д.).

Информация существенно влияет на ускоренное развитие науки. систем управления, техники и различных отраслей народного хозяй­ства. Политика, политическое управление, экономика - это концент­рированная смысловая информация, т. е. такая, которая перерабаты­вается человеческим сознанием и реализуется в различных социальных сферах. Она обусловлена политическими, экономическими потребно­стями общества и циркулирует в процессе управления производством и обществом. Социальная информация играет огромную роль в обес­печении правопорядка, работы правоохранительных органов, в деле образования и воспитания подрастающих поколений. Информация -неисчерпаемый ресурс общества. Информация - первооснова мира, всего сущего. Современным научным обобщением всех информаци­онных процессов в природе и обществе явилась информациология -генерализованная наука о природе информации и законах информа­ции.

Понятие самоорганизации. В современную науку это понятие вош­ло через идеи кибернетики. Процесс самоорганизации систем обус­ловлен таким неэнтропийным процессом, как управление. Энтропия -мера неорганизованности, хаоса. Энтропия и информация, как пра­вило, рассматриваются совместно. Информация - это то, что устра­няет неопределенность, количество "снятой" неопределенности. Тен­денция к определенности, к повышению информативности - процесс негэнтропийный (процесс с обратным знаком).

Термин "самоорганизующаяся система" ввел кибернетикУ. Росс Эшби для описания кибернетических систем. Для самоорганизующихся систем характерны:

1) Способность активно взаимодействовать со средой, изменять ее в направлении, обеспечивающим более успешное функционирование системы:

2)наличие определенной гибкости структуры или адаптивного механизма, выработанного в ходе эволюции;

3)непредсказуемостьповедения самоорганизующихся систем;

4)способность учитывать прошлый опыт или возможность науче­ния.

Одним из первых объектов, к которым были применены принци­пы самоорганизации, был головной мозг.

Использование понятий и идей кибернетики в вопросах физики, химии, биологии, социологии, психологии и других науках дали превосходные всходы, позволили глубоко продвинуться в сущность процессов, протекающих в неживой и живой природе. Нет никакого сомнения в том, что грядущийXXI век и прогресс естествознания и науки всей будет протекать по линии изучения закономерностей уп­равляющих процессов в сложноорганизованных системах. Самоорга­низующаяся система - это познавательная модель наукиXXI века.

2. Вклад кибернетики в научную картину мира

Кибернетика устранила ту принципиально неполную научную картину мира, которая была присуща науке XIX и первой половине XX века. Классическая и неклассическая наука строила представле­ние о мире на двух фундаментальных постулатах - материя и энергия. Создавала вещественно- энергетическую, вещественно- полевую кар­тину мира.

На постулатах о материи и энергии строились представ­ления о пространстве и времени. Но в палитре научной картины мира не хватала важнейшей " краски" - информации. Самая глубокая при­чина сопряжения пространства и времени, а равно всех изменений в мире проистекает из изменения массы, энергии и информации. Опыт развития науки последнего времени показал, что реальный мир со­стоит из этих предельно фундаментальных элементов-Системы ма­териальных объектов, вещественно-энергетические процессы являют­ся и носителями, хранителями и потребителями информации. И подоб­ному тому, как Эйнштейн установил закон эквивалентности вещества и энергии, есть закон (не открытый еще) эквивалентности массы, энер­гии и информации. Кибернетика (вместе с теорией информации) дала новое представление о мире, основанное на информации, управлении, организованности, обратной связи, целенаправленности. Создала ин­формационную картину мира. Не энергия, а информация выйдет в XXI столетии на первое место в мире научных понятий.

Фундаментальный характер информации означает, что хаос не может быть абсолютным. В любом хаосе существует некоторый уро­вень упорядоченности. Космос не способен опуститься до сплошной энтропии. Живые организмы и социальные системы питаются отри­цательной энтропией (негэнтропией), то есть они противостоят бес­порядку и хаосу.Масс-энерго-информационные преобразования исчерпывают собой все возможные состояния Космоса, а равно его подсис­тем, включая человека, общество.

Кибернетика оказала революционизирующее влияние на теоре­тическое содержание и методологию всех наук. Она устранила непре­одолимые грани между естественными, общественными и техничес­кими науками. Способствовала синтезу научных знаний, создала из понятий частных наук структуры новых понятий, новый язык науки. Такие понятия, как информация, управление, обратная связь, систе­ма, модель, алгоритм и др. обрели общенаучный статус.

Кибернетика дала в руки человека сильнейшее оружие управле­ния производством, обществом, инструмент усиления интеллектуаль­ных способностей человека (ЭВМ). Современные ЭВМ (компьютеры) - универсальные преобразователи информации, а с преобразова­нием информации человек связан во всех областях своей деятельнос­ти (в политике, экономике, науке, профессиональной сфере и др.).

Философ Ф. Бекон писал, что "когда истина обнаружена, она налагает ограничения на мысли людей". На мир уже нельзя смотреть "докибернетическим взглядом". Новая наука -кибернетика- сформи­ровала свой взгляд на мир. информационно-кибернетический стиль мышления.

3. От хаоса к порядку. Синергетика как наука.

В физической картине мира до 70-х годов XX века царствовали два закона классической термодинамики. Первый закон термодина­мики (закон сохранения и превращения энергии) фиксировал всеоб­щее постоянство и превращаемость энергии. Закон констатировал, что в замкнутой системе тел нельзя ни увеличить, ни уменьшить общее количество энергии. Этот закон утверждал независимость такого из­менения энергии от уровня организации животного, человека, обще­ства и техники.Второй закон термодинамики выражает направлен­ность перехода энергии, именно переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым. Иногда этот закон формулируют так: тепло не может перетечь самопроизвольно от холодного тела к горячему. Это­му могут способствовать только затраты дополнительной работы.

В соответствии с классическими физическими представлениями в замкнутой системе происходит выравнивание температур, система стремится к своему термодинамическому равновесию, соответствую­щему максимуму энтропии. В физической картине мира принцип воз­растания энтропии соответствует одностороннему течению явлений, т.е. в направлении хаоса, беспорядка и дезорганизации. Один из ос­нователей классической термодинамики Р. Клаузис в своей попытке распространить законы термодинамики на Вселенную пришел к вы­воду: энтропия Вселенной всегда возрастает. Если принять этот по­стулат как реальный факт, то во Вселенной неизбежно наступит теп­ловая смерть. С тех пор, как физика открыла этот процесс рассеива­ния, деградации энергии, люди чувствовали " понижение теплоты вок­руг себя". Многие ученые не соглашались с выводами Клаузиса.В. И. Вернадский утверждал, что "жизнь не укладывается в рамки энтро­пии". В природе наряду с энтропийными процессами происходят и антиэнтропийные процессы. Многие учение высказывали сомнение по поводу распространения второго закона термодинамики на всю Вселенную.

Но в мире, как мы знаем, не только господствует тяга к тепловой или другой смерти. В мире постоянно идет процесс возникновения нового, эволюции и развития разного рода систем. Согласно эволюционной теории Дарвина, живая природа развивается в направлении усовершенствования и усложнения всё новых видов растений и жи­вотных. В обществе наблюдается процесс социального творчества, т. е. созидания нового. Спрашивается, как из всеобщей тенденции к энт­ропии, дезорганизации может появиться " порядок" в живой природе и социуме. Возникновение нового казалось невероятным чудом.

Ответить на вопрос, как происходит эволюция и возникновение в природе, " решила" новая наука синергетика (совместно с новой неравновесной термодинамикой, теорией открытых систем).

Синергетика (греч. "синергетикос" - совместный, согласованно действующий) - наука, целью которой является выявление, исследо­вание общих закономерностей в процессах образования, устойчивос­ти и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравноценных системах различной природы (фи­зических, химических, биологических, экологических и др.). Термин "синергетика" буквально означает "теория совместного действия". Синергетика являет собой новый этап изучения сложных систем, про­должающий и дополняющий кибернетику и общую теорию систем. Если кибернетика занимается проблемой поддержания устойчивости путем использования отрицательной обратной связи, а общая теория систем - принципами их организации (дискретностью, иерархичнос­тью и т. п.), то синергетика фиксирует свое внимание на неравновес­ности, нестабильности как естественном состоянии открытых нели­нейных систем, на множественности и неоднозначности путей их эво­люции. Синергетика исследует типы поведения таких систем, то есть нестационарные структуры, которые возникают в них под действием внешних воздействий или из-за внутренних факторов (флуктуации).

Синергетика исследует организационный момент, эффект взаи­модействия больших систем. Возникновение организационного пове­дения может быт обусловлено внешними воздействиями (вынужден­ная организация) или может быть результатом развития собственной (внутренней) неустойчивости системы в системе (самоорганизация).

Синергетика возникла в начале 70-х гг. XX века. До этого време­ни считалось, что существует непреодолимый барьер между неорга­нической и органической, живой природой. Лишь живой природе при­сущи эффекты саморегуляции и самоуправления.

Синергетика пере­кинула мост между неорганической и живой природой. Она пытается ответить на вопрос, как возникли те макросистемы, в которых мы живем. Во многих случаях процесс упорядочения и самоорганизации связан с коллективным поведением подсистем, образующих систему. Наряду с процессами самоорганизации синергетика рассматривает и вопросы самодезорганизации - возникновения хаоса в динамических

системах. Как правило, исследуемые системы являются диссипативными, открытыми системами.

Основой синергетики служит единство явлений, методов и моде­лей, с которыми приходится сталкиваться при исследовании возник­новения порядка из беспорядка или хаоса - в химии (реакция Белоусова -Жаботинского), космологии (спиральные галактики), эколо­гии (организация сообществ) и т.д. Примером самоорганизации в гид­родинамике служит образование в подогреваемой жидкости (начиная с некоторой температуры) шестиугольных ячеек Бенара, возникнове­ние тороидальных вихрей (вихрей Тейлора) между вращающимися цилиндрами. Пример вынужденной организации - синхронизация мод в многомодовом лазере с помощью внешних периодических воздей­ствий. Интерес для понимания законов синергетики представляют процессы предбиологической самоорганизации до биологического уровня. Самоорганизующиеся системы возникли исторически в пери­од возникновения жизни на Земле.

Основы синергетики были заложены немецкий ученым Г. Хакеном ( автором книги "Синергетика" (М, 1980)), работами бельгийс­кого ученого И. Пригожина и его группы. Работы Пригожина по теории необратимых процессов в открытых неравновесных системах были удостоены Нобелевской премии (1977).

Модели синергетики - это модели нелинейных, неравновесных систем, подвергающихся действию флуктуации. В момент перехода упорядоченная и неупорядоченная фазы отличаются друг от друга столь мало, что именно флуктуации переводят одну фазу в другую. Если в системе возможно несколько устойчивых состояний, то флук­туации отбирают одну из них. При. анализе сложных систем, напри­мер, в биологии или экологии, синергетика исследует простейшие ос­новные модели, позволяющие понять и выделять наиболее существен­ные механизмы "организации порядка" избирательную неустойчи­вость, вероятностный отбор, конкуренцию или синхронизацию под­систем. Понятия и образы синергетики связаны, в первую очередь, с оценкой упорядоченности и беспорядка - информация, энтропия, кор­реляция, точка бифуркации и др. Методы синергетики в значитель­ной степени пересекаются с методами теории колебаний и волн, тер­модинамики неравновесных процессов, теории катастроф, теории фазовых переходов, статистической механики, теории самоорганиза­ции, системного анализа и др.

Классическая термодинамика в своем анализе систем отвлекалась от их сложности и проблем взаимосвязи с внешней средой. По суще­ству, она рассматривала изолированные, закрытые системы. Но в мире есть и открытые системы, которые обмениваются веществом, энерги­ей информацией со средой. В открытых системах тоже возникает энт­ропия, происходят необратимые процессы, но за счет получения ма­териальных ресурсов, энергии и информации система сохраняется, а энтропию выводит в окружающую среду. Открытые системы харак­теризуются неравновесной структурой. Неравновесность связана с адаптацией к внешней среде (система вынуждена изменять свою структуру), система может претерпевать много различных состояний неопределенность и т.д. Переход от термодинамики равновесных процессов, к анализу открытых систем ознаменовал крупный поворот в науке, многих отраслях научных знаний. В открытых системах обнаружен эффект самоорганизации, эффект движения от хаоса к порядку.

Немецкий физикГерман Хакентермином “синергетика” предложил обозначить совокупный, коллективный эффект взаимодействия большого числа подсистем, приводящих к образаванию устойчивых структур и самоорганизации в сложных системах.

Конечно, феномен перехода от беспорядка к порядку, упорядочения ученые знали и до этого. В качестве примеров самоорганизации в неживой природе можно привести авторегуляцию, принцип наимень­шего действия и принципЛе-Шателье. Было открыто самопроизволь­ное образование на Земле минералов с более сложной кристаллической решеткой. В химии известны процессы, приводящие к образованию ус­тойчивых структур во времени. Примером является реакция Белоусова-Жаботинского, где раствор периодически меняет свой цвет от крас­ного к синему в зависимости от концентрации соответствующих ионов.

В физике явления самоорганизации встречаются от атомных объектов и кончая галактическими системами. Лично Г. Хакен счита­ет маяком синергетики лазер. Атомы, внедренные в лазер, могут воз­буждаться действием энергии извне, например, путем освещения. Если внешняя энергия недостаточна, лазер работает как радиолампа. Ког­да же она достигает мощности лазерной генерации, атомы, ранее ис­пускавшие волны хаотично и независимо, начинает излучать один громадный цуг волн длиной около 300 000 км. Атомная антенна на­чинает осциллировать в фазе, и волны совершают как бы одно кол­лективное движение.

Биологические и социальные системы поддерживают упорядочен­ные состояния, несмотря на возмущающие влияния окружающей среды.

Синергетика исследует особые состояния систем в области их не­устойчивого состояния, способность к самоорганизации, точки бифур­кации (переходные моменты, переломные точки).

Синергетические закономерности

Как же синергетика объясняет процесс движения от хаоса к порядку, процесс самоорганизации, возникновения нового”?

1. Для этого система должна быть открытой, и от точки термодинамического равновесия. По мнению Стенгерс, большинство систем открыты - они обмениваются энергией, веществом информацией с окружающей средой. Главенствующую роль в окружающем мире играет не порядок, стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновестность, от есть непрерывно флуктуируют.

2. Фундаментальным условием самоорганизации служит возникновение и усиление порядка через флуктуации.

3. В особой точке бифуркации флуктуация достигает такой силы, что организации системы не выдерживает и разрушается, и принципиально невозможно предсказать: станет ли состояние системы хаотич­ным или она перейдет на новый, более дифференцированный и высо­кий уровень упорядоченности. В точке бифуркации система может на­чать развитие в новом направлении, изменить свое поведение. Под точ­кой бифуркации понимается состояние рассматриваемой системы, пос­ле которого возможно некоторое множество вариантов ее дальнейше­го развития. Примером бифуркаций могут служить "выбор спутника жизни", '' ситуации выбора учебного заведения". Наглядный образ бифуркации дает картина В. М. Васнецова "Рыцарь на распутье".

4. Новые структуры, возникающие в результате эффекта взаимо­действия многих систем, называются диссипативными, потому что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания бо­лее простых, на смену которым они приходят. В точке бифуркации система встает на новый путь развития. Те траектории или направле­ния, по которым возможно развитие системы после точки бифурка­ции и которое отличается от других относительной устойчивостью, иными словами, является более реальным, называется аттрактором. Аттрактор- это относительно устойчивое состояние системы, притя­гивающее к себе множество "линий" развития, возможных после точ­ки бифуркации. Случайность и необходимость взаимно дополняют друга в процессе возникновения нового.

5.Диссипативные структуры существуют .тишь постольку, по­скольку система диссипирует (рассеивает) энергию, а, следовательно. производит энтропию. Из энтропии возникает порядок с увеличени­ем общей энтропии. Таким образом, энтропия не просто соскальзы­ванием системы к дезорганизации, она становится прародительницей порядка, нового. Так из хаоса (неустойчивости) в соответствии с оп­ределенной информационной матрицей рождается Космос.

4. Значение синергетики для науки н мировоззрения.

Действительно, возникнув из неравновесной термодинамики, синтеза естественнонаучных знаний, синергетика ориентирует на раскрытие механизмов самоорганизации сложных систем-природных и социальных, а также созданных руками челове­ка. Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганичес­кого и органического мира, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства. По мнению академика Н. Моисеева: "всё наблюдаемое нами. всё, в чем сегодня участвуем. - это лишь фрагменты единого синергетического процесса..."(Алгоритмы развития .М., 1987-С.63).

Синергетика выявила бифуркационный механизм развития, кон­структивную роль хаоса в процессах эволюции самоорганизованных систем, механизм конкуренции виртуальных, т. е. допустимых, возмож­ных форм структур, заложенных в системе. По своему воздействию на современное мировоззрение идеи синергетики равнозначны идеям тео­рии относительности и квантовой механики. Синергетические понятия применимы к любым развивающимся системам. Они становятся инст­рументами социального мышления и анализа. Современная социальная наука, преодолевая механицизм и заимствуя идеи синергетики, все больше обращает внимание на неравновесные состояния, на процессы сло­ма стабильного порядка (на переходы от порядка к хаосу, на рождение нового порядка). В развитии общества нередко возникают неустойчи­вые состояния “точки бифуркации” - перекрестки, расщепление путей развития. В период общественного кризиса бессмысленно уповать на так называемые "объективные законы", которые делают людей слепы­ми по отношению к социально-политическим и экономическим про­цессам.

Представление об обществе как социальной машине, действу­ющей по "объективным законам", - досинергетический взгляд. Совре­менное естествознание, наука и социальная жизнь заставляют нас осва­ивать новые синергетические инструменты мысли. Синергетические идеи активно влияют на мировоззренческие представления. Ведь синергети­ка выявляет общие идеи, методы и закономерности процессов самоор­ганизации в самых различных областях естественнонаучного, техни­ческого и социально-гуманитарного знания. Наш долг - осваивать си­нергетические идеи, чтобы подняться на новый уровень мировоззре­ния, понимания действительности.

Список литературы

Авдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. - М- ,1994.

Винер Н. Кибернетика. - М-, 1968.

Информация и управление. - М-, 1986.

Петрушенко Л.А. Самодвижение материи в свете кибернетики. -М.,1971.

Кузин Л. Т. Основы кибернетики. - М., 1973.

Пригожий И. , Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. Те же. Время, хаос, квант. - М., 1994.

Четвериков В.С. Методологические и организационно-правовые основы применения количественных методов в управленческой дея­тельности органов внутренних дел. - М., 1991.

Юзвишин И.М. Информациология, - М., 1996.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений21:48:45 18 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
11:27:26 24 ноября 2015
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
10:29:39 24 ноября 2015

Работы, похожие на Реферат: Кибернетика и синергетика – науки о самоорганизующихся системах
Постнеклассическое естественнонаучное образование
Содержание ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ПостНеклассическая наука в естественнонаучном цикле дисциплин: развитие и становление 1.1 Постнеклассическая парадигма ...
... областей знания, включая такие разделы современного естествознания, как "Нелинейная физика", "Неравновесная термодинамика", "Физика открытых систем", "Основы нелинейной динамики" ...
Что производит энтропия - порядок или беспорядок в природе и подрывает ли синергетика традиционные представления классической термодинамики?", можно сказать, что в замкнутых ...
Раздел: Рефераты по философии
Тип: учебное пособие Просмотров: 5099 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Синергетика: различные взгляды
Синергетика: различные взгляды Сборник статей по синергетике В этой работе представлены основные стати ведущий специалистов в области систем ...
Ей интересны моменты возникновения из хаоса порядка, для этого она исследует несколько типов хаоса (равновесный хаос, динамический хаос (неравномерный, турбулентный) и ...
... отличается от прежних, разрабатывавшихся ранее в рамках кибернетики и системотехники, тем, что основное внимание она обращает на раскрытие конкретных механизмов взаимодействия ...
Раздел: Рефераты по философии
Тип: книга Просмотров: 1840 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Исследования в современном управлении
СОДЕРЖАНИЕ 1. ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ УПРАВЛЕНИИ.. 5 1.1 Предпосылки исследования систем управления.. 5 1.2 Системный анализ как средство ...
Второй принцип термодинамики становится констатацией того факта, что информация теряется различными способами, что ведет к увеличению энтропии системы, но, чтобы приобрести новую ...
Толкование понятия "хаос" создателями синергетики существенно отличается от общепринятого понимания хаоса как максимума энтропии.
Раздел: Рефераты по менеджменту
Тип: учебное пособие Просмотров: 5172 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Концепции современного естествознания
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ставропольский государственный университет Концепции современного естествознания Справочник ...
А вот согласно второму началу термодинамики, в изолированной системе все процессы протекают только в одном направлении - к максимальной энтропии, возрастанию хаоса, что ...
В неравновесных термодинамических системах возможны состояния, приводящие не к возрастанию энтропии и стремлению термодинамических систем к равновесному хаосу, а к ...
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: книга Просмотров: 7101 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Философия и методология науки
Национальный Университет Узбекистана имени М. Улугбека Философский факультет Институт философии и права АН РУз. Учебно методический центр. Философия и ...
II, часть 6). Неоценим вклад в развитие этой науки И. Пригожина, который на основе своих открытий в области неравновесной термодинамики показал, что в неравновесных открытых ...
Синергетика устанавливает, какие процессы самоорганизации происходят в природе и обществе, какого типа нелинейные законы управляют этими процессами и при каких условиях, выясняет ...
Раздел: Рефераты по философии
Тип: учебное пособие Просмотров: 10743 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Термодинамика
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ Закрытые и открытые термодинамические системы. Нулевое начало ...
Со временем открытия второго закона термодинамики встал вопрос о том, как можно согласовать возрастание со временем энтропии в замкнутых системах с процессами самоорганизации в ...
Как итог развития нелинейной неравновесной термодинамики появилась совершенно новая научная дисциплина синергетика - наука о самоорганизации и устойчивости структур различных ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 16918 Комментариев: 9 Похожие работы
Оценило: 12 человек Средний балл: 3.3 Оценка: 3     Скачать
Стрела времени и необратимость, возникновение хаоса из порядка и ...
Косарев А.В., инженер-теплоэнергетик, к.т.н. Введение Пригожин И. в [Л-6] пишет: "Можно ли каким-то образом установить связь между столь различными ...
Из изложенного следует что результирующий импульс системы и энтропия системы величины взаимозависимые и находятся в обратной зависимости: если в результате действия причин и ...
Теперь наряду с процессом рассеяния направленной энергии в диссипативной среде рассмотрим противоположный ему процесс самоорганизации хаоса, возникновения диссипативных структур.
Раздел: Рефераты по математике
Тип: реферат Просмотров: 948 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Экономическая кибернетика
ИНСТИТУТ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА И СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОСНОВЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ Учебное пособие Житомир 2001 УДК 33:007. Основы экономической ...
Таким образом, А более организованна и более истощенная в плане энергии, чем В. Соответственно, при возникновении взаимодействия, энергия должна, согласно правилам энтропии ...
В классической термодинамике, понятие энтропии объясняется примерно так.
Раздел: Рефераты по экономико-математическому моделированию
Тип: учебное пособие Просмотров: 2674 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Теориям самоорганизации - синергетика, ...
В предыдущем параграфе понятие "система" рассматривалось преимущественно в своем статическом аспекте, который особенно подробно изучен системным ...
В закрытых системах постепенно возрастает энтропия (хаос, беспорядок), что следует из сформулированного для закрытых систем второго начала термодинамики, которым пользуются теории ...
Происходящие в точке бифуркации процессы самоорганизации - возникновения порядка из хаоса, порождаемого флуктуациями, - заставляют иначе взглянуть на роль, исполняемую хаосом.
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 5786 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 4 человек Средний балл: 3.5 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Реферат: Кибернетика и синергетика – науки о самоорганизующихся системах (2197)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150741)
Комментарии (1839)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru