XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Синергетика – научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах различной природы, например, физико-химических, биологических, – благодаря интенсивному обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. Термин «синергетика» происходит от греческого «синергос» – совместно действующий.

Цель данной работы – попытка раскрыть понятие и сущность синергетики, как нового направления современной научной мысли, а также рассмотреть основные проблемы синергетики и отношение к ней других наук.

Синергетика возникла в начале 70-х г. 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 органической природой. Синергетика делает попытку ответить на вопрос, как возникли 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 – ячеек Бенара. Самоорганизующиеся системы возникли в период возникновения жизни на Земле. Системы, составляющие объект изучения синергетики, могут быть самой различной природы.

В отличие от традиционных областей науки синергетику интересуют общие закономерности эволюции систем любой природы. Обнаружен единый механизм самоорганизации систем различной природы.

Основой синергетики являются три основные идеи: неравновесность, открытость и нелинейность. Состояние равновесия может быть устойчивым и динамическим. Состояние динамического равновесия имеет место, когда изменение параметров влечёт за собой дальнейшие изменения в системе, которое усиливается с течением времени. Важно подчеркнуть, что устойчивое состояние может возникнуть в системе, находящейся вдали от стационарного равновесия.

Длительное время в состоянии равновесия могут находиться лишь закрытые системы, не имеющие связей с внешней средой, тогда как для открытых систем равновесие может быть только мигом в процессе непрерывных изменений. Равновесные системы не способны к развитию и самоорганизации, поскольку подавляют отклонения от своего стационарного состояния, тогда как развитие и самоорганизация предполагают качественное его изменение.

Неравновесность определяется как состояние открытой системы, при котором происходит изменение её макроскопических параметров, то есть её состава, структуры и поведения.

Открытость – способность системы постоянно обмениваться веществом, энергией, информацией с окружающей средой, действие которых способствует наращиванию структурной неоднородности данной системы. Открытость является необходимым условием существования неравновесных состояний, в противоположность замкнутой системе, неизбежно стремящейся, в соответствии со вторым началом термодинамики, к однородному равновесному состоянию.

Нелинейностью называется свойство системы иметь в своей структуре различные стационарные состояния, соответствующие различным допустимым законам поведения этой системы. Система нелинейна, если в разное время, при разных внешних воздействиях её поведение определяется различными законами. Это создает эффект сложного поведения, не укладывающегося в единственную схему. Из этой поведенческой особенности нелинейных систем следует важнейший вывод по поводу возможности из прогнозирования и управления ими. Эволюция поведения и развития данного типа систем сложна и неоднозначна, поэтому внешние или внутренние воздействия могут вызвать отклонения такой системы от её стационарного состояния в любом направлении.

Синергетика позволяет современной науке выйти на принципиально новые рубежи в миропонимании, нетрадиционном объяснении многих явлений и изучить механизм самоорганизации сложных систем различной природы.

Список литературных и информационных источников

1 Долотин Р.Н., Кучер М.И. Антропный принцип в эволюционно-синергетической картине мира // X Международная студенческая научная конференция «Студенческий научный форум – 2018» [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://files.scienceforum.ru/pdf/2018/3866.pdf.

2 Жулидов В.Д., Френкель Е.Э. Синергетика, её основные положения // IX Международная студенческая научная конференция «Студенческий научный форум – 2017» [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://files.scienceforum.ru/pdf/2017/30973.pdf.

3 Мазаев Р.К., Кучер М.И. Основные элементы синергетики // X Международная студенческая научная конференция «Студенческий научный форум – 2018» [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://files.scienceforum.ru/pdf/2018/911.pdf.

4 Прошин Д.А., Кучер М.И. Синергетика – новое мировидение // X Международная студенческая научная конференция «Студенческий научный форум – 2018» [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://files.scienceforum.ru/pdf/2018/868.pdf.

5 Френкель, Е.Н. Концепции современного естествознания: Учеб. по-собие [Текст] / Е.Н. Френкель. – Ростов н/Д: Феникс, 2014. – 246 с.