Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Синергичен подход за анализ на динамиката на нелинейните процеси в сложни системи

<== предишна статия | следващата статия ==>

През 70-те години на ХХ век германският учен, специалист в областта на лазерната физика, Херман Хакен видя аналогия между процесите на генериране на генерация в лазер и формирането на структури в системи от различно естество и установи, че това може да послужи като основа за нова синтетична дисциплина - синергия (в превод от Гръцки - съгласни действия). След като откриха еднаквост на възгледите, представители на различни науки, от физиката и химията до икономиката и социологията, започнаха да се събират под знамето на синергетиката. Спецификата му се състои в специално внимание към процесите на самоорганизация на сложни динамични системи. Става дума за процесите, които се състоят в спонтанното формиране и усложняване на подредените структури, възникващи в много пространствени системи. Такава среда може да се разглежда като комбинация от голям брой точкови елементи, всеки от които взаимодейства по определен начин със своите съседи в пространството.

Проблемът как динамиката на отделните елементи и естеството на връзката между тях се проявява в свойствата на околната среда, способността му да формира пространствени структури, е една от централните задачи на синергетиката.

Алтернативно наименование по същество за същата дисциплина - теорията на дисипативните структури принадлежи на I. R. Prigogine.

Синергетика или теорията на самоорганизацията днес изглежда е един от най-популярните и обещаващи интердисциплинарни подходи. Терминът „синергизъм” на гръцки означава „съвместно действие”. Представяйки го, Херман Хакен поставя в него две значения:

1. Теорията за появата на нови свойства на цялото, състояща се от взаимодействащи се обекти.

2. Подход, който изисква сътрудничество на специалисти от различни области за тяхното развитие.

Благодарение на нейните концепции, експериментално бяха открити методи, идеи, забележителни явления във физиката, химията, биологията, хидродинамиката.

Синергичният подход се характеризира с:

Отхвърляне на двоичния стереотип като разделителна структура, недостатъчна за синтез, демонстрация на общността на законите в различни области на знанието;

· Методологичен подход, при който движението от цялото към частите не противоречи на принципа "от просто до сложно".

Свойството на двоичните структури е тяхната нестабилност. Ситуацията на избора на "или-или" е неудобна и такива ситуации се решават чрез прехода към монадата. Самата формулировка на въпроса ни кара да следваме пътя на опростяването. Освен това всеки дуализъм се отхвърля. Бинарните ситуации отговарят на много противоречия. Гьоте каза, че има проблем между две противоположни мнения. За да го разрешите, трябва да отидете в допълнително измерение, да се откажете от двоичния подход, да се наложи компромис. Между дясното и лявото оптимално решение може да бъде "златната среда". Във физиката пример за такъв подход може да бъде използването на принципа на допълняемост, предложен от Нилс Бор.

Факти за самоорганизация в неживата природа:

· Клетки Benard (1901);

· Реакция на Белоусов - Жаботински;

· Оптични квантови генератори (лазери).

Кибернетиката изследва процесите на хомеостаза, т.е. поддържане на равновесие в системата, осигуряване на неговата устойчивост на външни влияния чрез използване на принципа на отрицателна обратна връзка (гасителни отклонения).

Синергетика изследва процесите на качествена промяна в системата чрез използване на принципа на положителната обратна връзка . Ходът на процесите, протичащи в системата, се определя от неговите вътрешни свойства. Синергетика се занимава със структурна динамика на цели обекти. Процесите на самоорганизация, саморазвитие вървят навсякъде, където има живот.

Могат да се разграничат три научни училища, които са основните за синергията:

· Динамика на нелинейните системи (Л. И. Мандельштам, А. А. Андронов);

· Дисипативни процеси (I. Prigogine);

· Лазерна физика (G. Haken).

Синергичният подход към анализа на физическите процеси в системите се основава на неговите свойства като нелинейност, кохерентност и откритост . Нелинейността за различните системи се проявява в различни проявления.

Естествено е да се изразят аналитичните характеристики на нелинейността, фокусирайки се върху основните структури на математиката: ординален, алгебричен, топологичен.

Обикновената нелинейност предполага нарушаване на едномерния ред, това е свят с едно измерение. Всяко разграничение по няколко критерия изисква нелинеен подход. Дори едномерният процес с обратна връзка се превръща в двуизмерен. Обобщението на понятието за измерение разкрива частичния свят на фракталите .

Алгебричната нелинейност се характеризира с уравнения, съдържащи неизвестни величини не само в първа степен, но и експоненциални, тригонометрични, логаритмични и други функции.

Топологичната нелинейност се свързва с особеностите на многомерните карти.

Качественият аспект на нелинейността се проявява в такива явления на самоорганизация като неяснота, нестабилност и необратимост . Появата на неочаквани качества става не изключителна, а естествена ( криза на бифуркацията, праг-ефект, странни атрактори ). Отхвърлянето на детерминизма води до отхвърляне на описанието на еволюционния процес по отношение на отделните траектории.

Кохерентността е термин от вълновата физика, където означава кохерентен поток от колебателни процеси. В този случай координацията в сложните системи може да се осъществи не само през фазите на колебания, но и като цяло чрез корелации. Кохерентното взаимодействие, генериращо макро ефекти, е централният принцип на самоорганизацията.

В аналитичния аспект кохерентността може да се разглежда чрез привличане на резонансен механизъм ; качествено, на базата на явлението кооперативност, когато в системата, ако има много реагиращи единици, отговорът на първата единица улеснява втория отговор, вторият отговор - третия отговор и т.н.

Синергетиката разкрива положителната роля на хаоса. Спокойните процеси се заменят с критични условия. В такива моменти определена част от хаоса играе решаваща роля при формирането на нов ред в системата. Без такъв разстроен, неконтролируем, случаен компонент, качествените промени и преходите към по същество нови държави биха били невъзможни.

В синергия съществува концепцията за бифуркация . В точките на разклонението (полифуркация) траекторията се разклонява. И в закона за движение няма индикация за това кой клон да следва. Има само няколко възможности. Изборът на клон зависи от колебанията, от фактора на местния мащаб. Чрез малки разходки системата попада в района на привличане на една от възможните траектории на по-нататъшно движение. Хаосът първо дава възможност да се излезе от предишната траектория в случай на загуба на стабилност в кризата зона, а след това помага за свързване към нов атрактор.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

Принципи на изграждане, структура и режими на работа на осцилаторни системи с редовна динамика

Архитектура на конзолни сензори и системи за наблюдение на положението на конзоли

Ядрен магнитен резонанс

Принципи на конструиране и особености на функционирането на измервателни уреди, базирани на използването на свързани колебания в системи с две степени на свобода

Понятието "размита логика"

Предавателен електронен микроскоп

Свойства и приложна стойност на наноматериалите

Конструктивни характеристики и основни характеристики на микроелектромеханичните устройства

Принципи на изграждане на биосензори

Ефект на квантовата зала

Физическа основа за създаване на интелигентни измервателни системи, използващи невронни мрежови технологии

Връщане към съдържанието: Съвременни фундаментални и приложни изследвания в приборостроенето

Видян: 2098

11.45.9.55 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .