КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Лекция 22. Теорията на самоорганизация

1. Появата на самообучението.

2. Основни изисквания на синергия.

3.Teoriya бифуркация. Теорията на дисипативни структури. Нелинейни процеси.

4.Fraktalnaya геометрия на природата.

5 Concept на глобалната еволюционизма.

Появата на самообучението. През последните десетилетия, появата на системен подход позволи да погледнете на света като единен, цялостен образование, състояща се от безброй системи взаимодейства с него. От друга страна, появата на 70-те години на интердисциплинарни области на научни изследвания като синергист, или учението за самоорганизация, даде възможност не само да разкрие вътрешната изработки на еволюционните процеси, които се срещат в природата, но и да представи на света, тъй като светът на самоорганизиращи се процеси ,

Заслугата на синергия е, преди всичко, че тя е първата, която да покаже, че процесите на самоорганизация могат да се появят в проста неорганична система, ако тя има определени условия (отвореност на системата и нейното неравновесие, че е на достатъчно разстояние от точката на равновесие и т.н. ) .. Колкото по-сложна една система е, по-високите нива са там процеси самоорганизация.

Основни изисквания и разпоредби на синергия. Synergy означава съвместна координирана, кооперативно взаимодействие, сътрудничество, взаимодействие на различните елементи на системата. Според неговия създател - немски физик Херман Хакен, който е изучаване системи, състоящи се от много подсистеми на различни природи - електрони, атоми, молекули, клетки, механични елементи, фотони, трупове на животни и дори хора - е наука за самоорганизация, превръщането на хаоса в ред.

За първи път снимка на хаотичното движение, което не е описано от всеки обикновен закон е изготвен в теорията на молекулно-кинетичната. Всеки опит да се изчисли точно пътя на молекулите на газа не е успешно поради изключителната чувствителност на резултатите за изчисляване на най-незначителна промяна в първоначалните условия. Единствената полезна информация за тази система се намалява до стойностите на вероятностите за различните държави, както и средните стойности на характерните физически величини.

Ситуация, при която поведението на една проста система е невъзможно да се предскаже, защото на неговата чувствителност към промени в първоначалните условия на слабите се нарича динамичен хаос. Chaos трябва да се разграничава от това разстройство. Случайно нарича поведението определя от постоянно действащи фактори, които не можем да или не искат да се помисли. За Брауново движение на частиците на праха в течна произволно като напълно невидима за наблюдателя се дължи на ударите на молекулите на частицата. Chaotic същото поведение се случва, когато всички фактори, определящи неговия известен, но не е възможно да се използва това знание на изключителната чувствителност към малки грешки в изчисленията.



Като част от синергията реши да отпусне на редица подходи, които съществуват съвсем самостоятелно. Ние казваме, че като пример за теорията на дисипативни структури, теорията на nonequilibrium фазовите преходи, бифуркация теорията, нелинейни nonequilibrium статистическата механика и т.н. във всяка една от тези теории има свои собствени методи, собствен математически апарат и напълно независим от другите резултати от теорията. Ето защо, на взаимодействието може да се разглежда като парадигма, която най-добре съответства на състоянието на науката и знанието като цяло, в настоящия момент и се характеризира общата сума, която е характерна за тези подходи - тяхната нелинейност.

Сам Хакен, който е работил в Bell Laboratories на нови източници на светлина, разследвани механизмите на сътрудничество процеси, които се случват в твърд лазер. Той открива, че частиците, които съставляват активния среда кухина, под влияние на външното поле светлина започват да се люлее във фаза. В резултат на това между тях определя съгласувано или координирано взаимодействие, което води в крайна сметка до тяхната кооперация или колективно поведение.

Забележителен теоретик на самоорганизация физика и белгийски химик I.R.Prigozhin дойде да си идеи от анализа на специфични химични реакции, които водят до образуването на специфични пространствени структури (Benard клетки) с течение на времето, когато концентрацията на реагентите. Заедно с екипа си той е построен на математически модел на такива реакции, които за първи път са изследвани експериментално от нашите местни учени и B.Belousovym A.Zhabotinskim.

Тема изучаване синергия, независимо от нейния характер, трябва да отговаря на следните изисквания:

1) откритост. Отвореността се характеризира с обмена на материя, енергия и информация с околната среда (по този начин се реализира метаболизъм).

В термодинамиката, то се предполага, че е изолиран макроскопична система с течение на времето да влезе в състояние на термодинамично равновесие и никога спонтанно се измъкнем от нея не може. В това състояние, всички термодинамични величини са постоянни във времето, т.е. Те са стационарни. Те са описани от линейни Лаплас (причинни) закони.

Една отворена система може да бъде равновесие, защото това изисква продължителна работа на използваната енергия и материала, от околната среда, с което дисбаланс в системата се увеличава.

3) на разсейване система. Тъй като енергията между веществото и има връзка, можем да кажем, че системата по време на нейната еволюция произвежда ентропия, което, обаче, не се натрупва в него, и се отстранява и се разсейва в околната среда. Вместо това, той получава свежа енергия и тя не може да се увеличи в резултат на постоянния обмен на ентропията на системата, но да останат непроменени или дори намалява.

Характерната увеличението на ентропията, свързани с разсейване (разсейване на енергията), казва, че ние се занимаваме с не-равновесие необратим процес. За определени стойности на параметрите, характеризиращи системата, тя ще отиде в критично състояние, придружено от хаоса, загуба на устойчивост. Критичните точки, в близост до която системата се държи нестабилно, наречени бифуркация точката на Хопф. В тези точки, системата извършва промяната или движението на режима. От критично състояние се извършва чрез скок, т.е. рязко, и системата преминава в качествено ново състояние с по-високо ниво на ред.

Бифуркация - математическия термин, който означава "разделяне". Това се отнася до разклонението на решения на уравнения, описващи състоянието на системата. Физически, това съответства на разклонението на разделението на терена на различни видове на хомогенна система.

Нелинейни системи са в състояние да качествено променят поведението си в количествено въздействието на промяната. С други думи, нелинейни системата - сложна система. Подредената структура е образувана от праг механизъм, изведнъж. Blink - изключително нелинеен процес, при който малки промени в параметрите на системата, причинявайки тежки промени в състоянието на системата, и прехода към ново качество.

, Нелинейни процеси зависят от свойствата на средата, така че да не може да се предскаже, те са описани от вероятност, т.е. статистически закони.

преходи nonequilibrium фаза, извършвани от скока под влиянието на малки колебания (превод - разклоняващи случаен отклонение от средната стойност на стойностите). Изхождайки далеч от състоянието на термодинамично равновесие, имаме нов неподвижно състояние, досега не е съществувала - там е така наречената бифуркация. Придобиването на ново качество на движение на динамична система. Математически, това означава "разклонение" стари решения, появата на новото.

Укрепване колебания - предвестник на появата на структура. В съседство на точка бифуркация рязко увеличаване на размера и продължителността на съществуването на колебанията

Всяко описание на системата, която е претърпяла бифуркация, изисква включването на колкото представителства на вероятностите, и на Лаплас детерминизъм на класическата (линейна и недвусмислена). Намира се между две точки на бифуркация, системата се развива естествено, че в близост до разклона точки започват да играят важна роля на колебания, които определят кои от по-нататъшното развитие на начина за избор на система. Крайният резултат се нарича атрактор, и най-вероятностни варианти на ситуацията се нарича областта на привличане.

Така че, ако nonequilibrium, нелинейна система е достатъчно далеч от точката на термодинамично равновесие, в резултат на неговите колебания ще се усилва и в крайна сметка да доведе до разрушаване на стария ред или структура, и по този начин до появата на нова система. Структурите и системите, в резултат nonequilibrium нелинейни процеси I.R.Prigozhin разсейване нарича, защото те се формират от разсейване или разсейване на енергия система използва, и да получи от една нова среда, свежа енергия.

NB! Има и случаи, някакъв вид самоорганизация, в която преходът към новите структури не са свързани с разсейване. Например, увеличаване на налягането на водата чрез отваряне на крана, можем да наблюдаваме прехода от гладка ламинарен поток на флуидния поток за бързото бурните. Понякога има случаи, когато появата на нови структури се дължи на увеличаване на ентропията на системата. Това се случва, например, в процеса на образуване на кристали течност, снежни парцали и биологични мембрани.

Конкуренция дисипативни структури. Ако в резултат на самоорганизация, има няколко конкуриращи дисипативни структури, които в крайна сметка оцелява, че един, който произвежда максимална скорост на ентропията.

Нелинейни nonequilibrium механика. самоорганизация теория - Synergetics - принуждавайки нов поглед към съотношението на случаен принцип и модели в развитието на системите и природата като цяло. В този процес, е необходимо да се разпределят в две фази: гладка еволюция, процес, който е достатъчно естествено и здраво детерминирана, и състезателни бифуркация срещащи се на случаен принцип и затова случайно определяне на последващото логично еволюционна стъпка до следващия скок в новата критична точка.

Поведението на системата за топлинно равновесие е строго решен до точката на бифуркация, в който системата трябва да изберете нов атрактор. Този избор е случаен, и ние можем само да се говори за вероятността от възникване на определена структура. Напълно детерминирана процес се заменя със стохастичен. Получаваме хоризонта събитие - поведението на системата между двете точки бифуркационни когато поведението на системата е напълно предсказуеми. Извън това точни прогнози са невъзможни. Тъй като повечето от реалния свят системи, съществуващи на Земята са точно тези, които се занимават с изучаването на синергия, можем да кажем, че детерминизъм Лаплас е ограничен и пълно описание на процесите, които се случват в бъдеще или са настъпили в миналото, това е невъзможно. По този начин, изглежда ситуацията, концепцията на нелинейни системи - възможност за множество държави, развитието на множество начини. Това създава една изцяло нова парадигма, парадигмата на нелинейност, който е говорител и синергия.

По този начин, можем да кажем, че в началото на еволюцията на света бяха дадени основните закони, действащи в този свят, но самата еволюция не следват всеки конкретен план, и се състоя в голяма степен случайно, според законите на стохастични.

В началото на 60-те години E.Lorents на изучаващи компютърни модели на прогнозиране на времето, аз дойдох да важно откритие, че уравненията, описващи meteoprotsessy, при почти същите начални условия водят до много различни резултати. Това показва, че детерминирана система от уравнения показва хаотично поведение. Затова се стигна до заключението, че хаосът също се характеризира с определена цел, която, обаче, е по-сложно. Тя може да се разглежда като форма на редовен нередност.

За да разберем съвременния смисъл на феномена на хаос и са настъпили с това понятие в последните промени, трябва да се върнем към XVII в науката -. XIX век, когато доминиращата механистична парадигма. Той се опита да обясни всички процеси от тях намаляване на законите на механичното движение на материалните частици. Приема се, че тези частици могат да се движат без взаимодействие един с друг, и най-важното - тяхната позиция и скорост на движение ще бъде точно и еднозначно определени по всяко време в миналото, настоящето и бъдещето, ако те са дадени на първоначалното положение и скорост.

Това механично описание на времето не играе роля, така че е възможно да смените знака на гърба. В резултат на тези процеси се наричат ​​обратими. Въпреки това, в повечето случаи е необходимо да се вземат предвид промените в системи във времето, т.е. да се справят с необратим процес. За първи път в физическите науки бяха въвежда понятието за време и еволюцията свързано с промени в системите.

Очевидно е, че за да се обясни на процесите на самоорганизация е необходимо да се въведат нови понятия и принципи, които биха адекватно описват процесите на недвижими самоорганизация, срещащи се в природата и обществото. Това се занимава nelineynayaneravnovesnaya механика.

Фракталната геометрия на природата. В XX век, тя е проектирана от теоретичен език, който адекватно да описва йерархичната структура на природата, които възникват в процеса на еволюцията. Основната концепция на езика - понятието фрактал.

Основната собственост на фракталите - полусходство. Всяко микроскопичен фрагмент на фракталната в една връзка или друга играе своята глобална структура. В най-простия случай на фрактал е просто по-малък фрактален. От тази основна рецепта за изграждане на фрактали вземем един прост мотив и го повтарят постоянно намаляване на размера. В края на краищата, вие получавате една структура, която възпроизвежда мотив на всички везни - безкрайно стълбище по-дълбоко.

Идеята на безкрайно повторение на една проста операция се използва за генериране на по-сложни и невероятни структури. Най-изненадващо, че имат един и същ имот недвижими бреговите земни морета. Дори през 1901 г., на английски географ Ричардсън посочи, че дължината на бреговата линия, зависи в значителна степен от мащаба на картата, на която се измерва. Картите на мащабни, които използвате, толкова по-заплетен изглежда брега, и с нарастването на общия периметър на данните за картата на всички негови заливи и Myskov расте безкрайно. Всички нормално (т.е. гладка) линия с начало и край, и имат ограничен дължина. Ако дължината на кривата, свързваща двете точки е безкрайна, тогава кривата не е съвсем линия.

Геометрията на фрактали потвърждава: Да, и Koch крива, и на брега на снимачната площадка на Манделброт, и бреговете на островите и континента са нещо междинно между линия и панделка. Поради своята безкрайна усуканост те изглежда да придобие ново измерение. И природата не пропускайте възможността да се възползват от допълнителни измерения.

Фракталите са много тясно свързани с динамичен хаос. Ако динамичната система (например, метеорит около двойни звезди, или на фондовия пазар) започва да се държи хаотично, нейната траектория превърне в фрактали: те имат фина структура в произволно малък мащаб. Подобно на бреговата линия или кръвоносната система, тези фрактали са неправилни, не са предмет на търсенето точна полусходство. Въпреки това, един поглед към тях, убеден в своята цел. Това поведение е хаотичен, но "хаос" в този случай не означава липса на цел, и тя е много сложна и не е тривиален процедура, която има изключително фина структура. Естествено е да се очаква, че в резултат на дълъг еволюционен процес трябва да се случи точно такъв комплекс поведение на природните системи.

Стойността на синергия в областта на естествените науки. В периода преди регистрацията на науката в своя модерен смисъл, имаше цяла поредица от творби, чиито автори са опитвали, въз основа на природните закони, последователно се проследи историята на света, от появата на небесните тела до появата на животни и хора. Сред тези произведения - "Mir" Декарт (1664), "Universal Natural История и теория на небето", Кант (1755), 44-обем "Естествена история" Буфон (втората половина на XVIII век.). Разбира се, след това нивото на знания е напълно неадекватни за решаване на такава трудна задача, дори и в много грубо приближение. Положителна стойност на тези произведения се състои главно във формулирането на проблема, при формулирането на идеята за нуждата от единство и развитие на процесите във Вселената.

През последните няколко стотин години, развитието на човешкото познание е извършило друго кръг на безкрайна спирала и стигна до същите проблеми, но по по-високата и в същото време по-конкретно ниво. Всички основни природни науки днес са еволюционно състояние, проучват обекта на изследванията си в разработването и постигнати значителни успехи в това. Имаше една интердисциплинарна област на изследвания на процесите на самоорганизация - Synergetics. Успехът му се е отвъд науката. Начинът на мислене и език синергия все повече се развива днес представители на социално-хуманитарна знания, и не се притеснява фразата "Synergetics на социалните процеси."

С синергия по физика проникнали еволюционен подход, и науката идва да се разбере как да се създаде ново творение. Synergetics инцидент доведе до макроскопско ниво, с което се потвърждава констатациите на механиката на макроскопично ниво. Synergetics потвърждава заключението на вътрешното превръщане на теорията на относителността на материята и енергията, и обяснява образуването на вещества. Тя се опитва да отговори на въпроса как тези макро-формира, в който живеем.

По отношение на взаимодействието на енергия, тъй като се втвърдява под формата на кристали, се променя от кинетичната на потенциал. Веществото - замразен енергия. Energy - понятие, което характеризира възможността за производство на работа, но енергията, сега може да се разбира не само като механична работа, но също така и като създател на нови структури. Ентропията - форма на изразяване на количеството на свързания енергия, която има вещество. Energy - създател, ентропията - мярка за творчество. Тя е резултат. Synergy отговаря на въпроса, поради което е налице еволюция в природата. Където и да създаде нови структури, необходими приток на енергия и обмен с околната среда (еволюция, като живота, изисква метаболизъм). Если в эволюции небесных тел мы видим результат производства, то в синергетике изучается процесс творчества природы. И наконец, синергетика подтверждает вывод теории относительности: энергия творит более высокие уровни организации.

В настоящее время концепция самоорганизации получает все большее распространение не только в естествознании, но и в социально-гуманитарном познании. Поскольку большинство наук изучают процессы эволюции систем, они вынуждены анализировать и механизмы их самоорганизации.

Концепция глобального эволюционизма . Сегодня сформировалась новая научная программа исследований — программа универсального эволюционизма , включающая:

· разработку общетеоретических положений о механизмах развития природных и социальных систем;

· анализ и переосмысление данных естественных и социальных наук в рамках единого эволюционного подхода;

· приложение полученных результатов к поиску решения насущных социально-экологических проблем современной цивилизации.

Основные положения универсального эволюционизма:

1. Вселенная не просто существует, но и может существовать лишь в развитии. Попытки объяснить ее вне эволюции оказываются столь же бесплодными, как попытки объяснить устойчивость велосипеда без учета его движения.

2. Развитие Вселенной объяснимо внутренними по отношению к ней факторами, действующими объективно и познаваемыми рационально. Речь идет именно о само организации материи, а не об организации ее некими внешними или сверхъестественными силами.

3. В мире действуют принципы отбора, выделяющие из всех мыслимых состояний некоторое множество допустимых. Отбор действует на всех уровнях: физическом (законы сохранения), химическом, биологическом и социальном.

4. В хода на всички процеси във Вселената неизбежно ще се отрази на случайни фактори. Всички процеси се случват с известно ниво на несигурност.

5. Развитие на материалните обекти неизбежно води до точката на разклонение от което преход към различни състояния. В тези точки, по-нататъшна еволюция е по същество непредсказуем, както се определя от тока в системата в този момент да се случайни колебания. Следователно, настоящето и бъдещето зависи от миналото, но не ги дефинира.

6. Поръчаните дисипативни структури, произтичащи от самоорганизацията, за разлика от кристали или технически устройства поддържат съществуването си чрез непрекъснато самостоятелно възпроизвеждане - автопойезис. Терминът "автопойезис" е въведено от чилийските биолози U. Maturana, F. Варела и R. Урибе през 1973 г., но дори и Леонардо да Винчи говори за живота като непрекъснат процес на смърт и прераждане, като пламъка на горяща свещ.

Разсейване структури, като жива клетка, правилно счита, че не като структура, както и стабилна самоподдържаща процес.

7. Естеството е доминиран от надеждни системи от ненадеждни компоненти (обикновено конструктивен поникване). Стабилността на такива системи се поддържа от непрекъснати промени и актуализации на техния елементарен състав.

Атомите на които ние сега се правят, след като разпръснати върху космоса експлозия на свръхнова, а тези на които ние, държани преди една година, отдавна са разпръснати в околната среда. Хилядолетна Empire обитавана от смъртните.

8. Evolution - повече от развитието на структурите на фона на околната среда непроменена. Samoorganizuyas и репликира, разсейване структура неизбежно ще се промени самата среда. В същото време има нови принципи на подбор - нови закони на природата! Еволюция на материалните системи води до развитието на еволюционни механизми. Ето защо, закони самоорганизация прилагат на всички нива на йерархичната структура на Вселената, а не са само универсален, но свързаните с тях; не само подобни, но хомоложни (свързани с общ произход).

9. възникнат на всеки етап от развитието на новите "правила на играта в развитието на" валидна до дейността на структурните "предци", които играят ролята на околната среда за структурни, "потомци." Следователно, "предците" продължават да съществуват и дори да се развива; само сега тяхното развитие е в съответствие с развитието на "Потомците" и придобива характера на ко-еволюция - разработването на хармонизирана система и нейната историческа фон.

На етапа на ко-еволюция на системата, и "Околна среда" са се превърнали в неразделна цяло. По този начин, историята на човешкото общество не се заменя, и се влива в историята на природата. Заедно те образуват непрекъснат естествената история на човека и природата. Концепцията за универсалната еволюционизма човек - не инцидент, а не за гости, в този свят, и най-активен и интелигентен природна сила. И бъдещето на човечеството се разглежда като ко-еволюцията на цивилизацията и геосферата, постепенно ги обединява в единна ноосфера.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Лекция 22. Теорията на самоорганизация

; Дата: 05.01.2014; ; Прегледи: 778; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.22
Page генерирана за: 0.055 сек.