Synergetik

Synergetik (från annan grekisk συν-  - ett prefix med betydelsen av kompatibilitet och ἔργον "aktivitet") är en tvärvetenskaplig gren av vetenskapen som förklarar bildandet och självorganiseringen av modeller och strukturer i öppna system som är långt ifrån termodynamisk jämvikt [1 ] .

Det grundläggande konceptet för synergetik är definitionen av en struktur som ett tillstånd som uppstår som ett resultat av det multivarianta och tvetydiga beteendet hos sådana multielementstrukturer eller multifaktoriella miljöer som inte försämras till den termodynamiska genomsnittsstandarden för slutna system , men utvecklas på grund av öppenhet, ett inflöde av energi utifrån, olinjäriteten hos interna processer, uppkomsten av speciella uppblåsningsregimer och närvaron av mer än ett steady state. I de angivna systemen är varken termodynamikens andra lag eller Prigogines teorem om minimihastigheten för entropiproduktion tillämpliga, vilket kan leda till bildandet av nya strukturer och system, inklusive de som är mer komplexa än de ursprungliga. I vissa fall har bildandet av nya strukturer en regelbunden vågkaraktär, och då kallas de för autovågsprocesser (i analogi med självsvängningar ).

Det finns också en utökad tolkning av begreppet "synergetik", där försök görs att utvidga dess räckvidd till alla system, inklusive biologiska, miljömässiga, sociala, etc. [2] Med detta tillvägagångssätt positioneras synergetik som "global evolutionism" eller "universell evolutionsteori" , vilket ger en enhetlig grund för att beskriva mekanismerna för uppkomsten av alla innovationer. En utökad tolkning av tillämpligheten av synergetiska metoder kritiseras också [3] (se även )

Historik

Författaren till termen synergetik är Hermann Haken , en tysk teoretisk fysiker. Även om det var långt före honom, kallade Ch. Sherrington synergistisk , eller integrativ, den samordnade effekten av nervsystemet (ryggmärgen) för att kontrollera muskelrörelser.

Övertygad i praktiken att forska i komplexa system om att både de analytiska och numeriska metoderna för att lösa icke-linjära problem är begränsade, kom I. Zabuskiy 1967 till slutsatsen att ett enda "synergitiskt" tillvägagångssätt behövs, vilket betyder att detta "... den gemensamma användning av konventionell analys och numerisk maskinmatematik för att få lösningar på rimligt ställda frågor om det matematiska och fysiska innehållet i ekvationssystemet” [4] . Definitionen av termen "synergi", nära den moderna förståelsen, introducerades av Hermann Haken 1977 i hans bok "Synergi" [ 5] .

Ämne, metoder och skolor för synergetik

Forskningsområdet för synergetik är inte klart definierat och kan knappast begränsas, eftersom dess intressen sträcker sig till alla grenar av naturvetenskapen. Ett gemensamt drag är övervägandet av dynamiken i alla irreversibla processer och uppkomsten av grundläggande innovationer. Synergetikens matematiska apparat är kombinerad från olika grenar av teoretisk fysik : icke-linjär icke- jämviktstermodynamik , katastrofteori , gruppteori , tensoranalys , differentialtopologi , statistisk fysik i icke-jämvikt . Det finns flera skolor inom vilka ett synergistiskt tillvägagångssätt utvecklas:

  1. Hermann Haken Skolan för icke-linjär optik , kvantmekanik och statistisk fysik , sedan 1960 professor vid Institutet för teoretisk fysik i Stuttgart 1973 förenade han en stor grupp forskare kring Springer-serien av böcker om synergetik, inom vilken 69 volymer har publicerats hittills med ett brett utbud av teoretiska, tillämpade och populärvetenskapliga verk baserade på synergetikens metodik : från solid state fysik och laserteknik och till biofysik och problem med artificiell intelligens.
  2. Fysikalisk-kemiska och matematisk-fysiska Brysselskolan Ilya Prigozhin , i linje med vilken de första satserna formulerades (1947), utvecklades en matematisk teori om beteendet hos dissipativa strukturer (Prigozhins term), historiska premisser avslöjades och de ideologiska grunderna av teorin om självorganisering proklamerades som ett paradigm för universell evolutionism. Denna skola, vars främsta representanter nu arbetar i USA, använder inte termen "synergetik", utan föredrar att kalla den metod som de utvecklade för "teori om dissipativa strukturer" eller helt enkelt " icke- jämviktstermodynamik ", och betonar kontinuiteten i deras skola. med Lars Onsagers banbrytande arbete inom området irreversibla kemiska reaktioner (1931).

Enligt synergetikens anhängare är källan till utveckling slumpmässighet, oåterkallelighet och instabilitet. Den grundläggande principen för självorganisering är uppkomsten av en ny ordning och komplikationen av system genom fluktuationer (slumpmässiga avvikelser) av tillstånden i deras element och delsystem. Sådana fluktuationer neutraliseras vanligtvis i alla jämviktssystem på grund av negativa återkopplingar, som säkerställer bevarandet av strukturen och systemets tillstånd nära jämvikt. Men i mer komplexa öppna system, på grund av inflödet av energi utifrån och förstärkningen av icke-jämvikt, ökar avvikelser med tiden, ackumuleras, orsakar effekten av det kollektiva beteendet hos element och delsystem och leder i slutändan till en "uppluckring" av den tidigare ordningen och, genom ett relativt kortvarigt kaotiskt tillstånd i systemet, leda till antingen att den gamla strukturen förstörs, eller till uppkomsten av en ny ordning. Eftersom fluktuationer är slumpmässiga till sin natur, beror uppkomsten av alla innovationer i världen på verkan av summan av slumpmässiga faktorer. De antika filosoferna Epicurus (341-270 f.Kr.) och Lucretius Carus (99-45 f.Kr.) talade om detta.

En annan orsak till utvecklingen är "attraktion". När man studerade processerna för självorganisering, registrerades det faktum att bland de möjliga grenarna av utvecklingen av ett system, långt ifrån alla är sannolikt, "att naturen inte är likgiltig, att den har "böjelser" i förhållande till vissa tillstånd, ” i detta avseende kallar synergetik sluttillstånden för dessa system som "attraherande" (lat. attraktion - attraktion). En attraktion definieras som ett tillstånd mot vilket ett system dras. [6]

"Resultaten av synergetiken, så att säga, återför oss till de gamlas idéer om potentialen och det omanifesterade. I synnerhet ligger de nära Platons idéer om vissa prototyper och perfekta former i idévärlden, vilka ting av den synliga, alltid ofullkomliga världen strävar efter att bli lik. Eller till Aristoteles idéer om enteleki, om någon sorts inre energi som är inneboende i materien, som tvingar den att få en viss form. [7]

I Ryssland

Ett konceptuellt bidrag till utvecklingen av synergetik gjordes av akademiker N. N. Moiseev  - idéerna om universell evolutionism och sam- evolution av människan och naturen.

Katastrofteorins matematiska apparat , lämplig för att beskriva många processer av självorganisering , utvecklades av den ryske matematikern VI Arnold och den franske matematikern Rene Thom .

Inom ramen för skolan för akademiker A. A. Samarsky och motsvarande medlem av Ryska vetenskapsakademin S. P. Kurdyumov utvecklades en teori om självorganisering på grundval av matematiska modeller och ett beräkningsexperiment (inklusive teorin om utveckling vid sprängning läge ).

Det synergetiska tillvägagångssättet inom biofysik utvecklas i verk av korresponderande medlemmar av den ryska vetenskapsakademin M. V. Volkenshtein och D. S. Chernavsky .

Ett synergistiskt tillvägagångssätt i teoretisk historia ( historisk matematik ) med undersektioner av kliodynamik och kliometri utvecklas i verk av D. S. Chernavsky, G. G. Malinetsky , L. I. Borodkin , S. P. Kapitsa , A. V. Korotaev , S. Yu. P. Malkova, P. Yan , Nazar och andra [8]

Tillämpningar av synergetik är fördelade på olika områden :

Synergetiskt förhållningssätt inom naturvetenskap

Grundläggande principer

[15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]

Synergetics förklarar processen för självorganisering i komplexa system enligt följande:

  1. Systemet måste vara öppet. Ett slutet system, i enlighet med termodynamikens lagar, måste så småningom komma till ett tillstånd med maximal entropi och stoppa all evolution.
  2. Ett öppet system måste vara tillräckligt långt bort från punkten för termodynamisk jämvikt . Vid jämviktspunkten har ett godtyckligt komplext system maximal entropi och är inte kapabel till någon självorganisering. I en position nära jämvikt och utan ett tillräckligt tillflöde av energi utifrån kommer vilket system som helst så småningom att komma närmare jämvikt och sluta ändra sitt tillstånd.
  3. Den grundläggande principen för självorganisering är uppkomsten av en ny ordning och komplikationen av system genom fluktuationer (slumpmässiga avvikelser) av tillstånden i deras element och delsystem. Sådana fluktuationer undertrycks vanligtvis i alla dynamiskt stabila och adaptiva system på grund av negativa återkopplingar , som säkerställer bevarandet av strukturen och systemets tillstånd nära jämvikt. Men i mer komplexa öppna system, på grund av inflödet av energi utifrån och förstärkningen av icke-jämvikt, ökar avvikelser med tiden, ackumuleras, orsakar effekten av det kollektiva beteendet hos element och delsystem och leder i slutändan till en "uppluckring" av den tidigare ordningen och, genom ett relativt kortvarigt kaotiskt tillstånd i systemet, leda till antingen att den gamla strukturen förstörs, eller till uppkomsten av en ny ordning. Eftersom fluktuationerna är slumpmässiga, bestäms systemets tillstånd efter bifurkationen av verkan av summan av slumpmässiga faktorer.
  4. Självorganisering, som resulterar i bildandet av en ny ordning eller nya strukturer genom kaosstadiet, kan endast ske i system med en tillräcklig komplexitetsnivå, som har ett visst antal element som interagerar med varandra, har några kritiska anslutningsparametrar och relativt höga värden på sannolikheterna för deras fluktuationer. Annars kommer effekterna av synergistisk interaktion att vara otillräckliga för uppkomsten av det kollektiva beteendet hos elementen i systemet och därigenom uppkomsten av självorganisering. Otillräckligt komplexa system är inte kapabla till vare sig spontan anpassning eller, ännu mer, utveckling, och när en överdriven mängd energi tas emot utifrån förlorar de sin struktur och kollapsar oåterkalleligt.
  5. Stadiet av självorganisering inträffar endast i fallet med övervägande positiv feedback som verkar i ett öppet system framför negativ feedback. Funktionen hos dynamiskt stabila, icke-utvecklande, men adaptiva system - och detta är homeostas i levande organismer och automatiska enheter - är baserad på att ta emot feedback från receptorer eller sensorer angående systemets position och efterföljande justering av denna position till initialtillståndet av ställdon. I ett självorganiserande, utvecklande system elimineras inte de förändringar som har uppstått, utan ackumuleras och intensifieras på grund av systemets övergripande positiva reaktivitet, vilket kan leda till uppkomsten av en ny ordning och nya strukturer som bildas av element i systemet. tidigare, förstört system. Sådana är till exempel mekanismerna för fasövergångar av materia eller bildandet av nya sociala formationer.
  6. Självorganisering i komplexa system, övergångar från en struktur till en annan, uppkomsten av nya nivåer av materieorganisation åtföljs av symmetribrott. När man beskriver evolutionära processer är det nödvändigt att överge tidssymmetrin, som är karakteristisk för helt deterministiska och reversibla processer inom klassisk mekanik. Självorganisering i komplexa och öppna dissipativa system , som inkluderar både liv och sinne , leder till den oåterkalleliga förstörelsen av det gamla och uppkomsten av nya strukturer och system, som tillsammans med fenomenet med icke- minskande entropi i slutna system, orsakar närvaron av en " tidspil " i naturen.

Pseudosynergetik

Det finns fall där man använder synergetikens terminologi för att ge vikt åt pseudovetenskaplig forskning [24] . Det noteras att vissa forskare började föreställa sig och allmänhetens synergi som ett "universalmedel" som löser grundläggande frågor inom alla vetenskaper, inklusive humaniora, ofta mot bakgrund av ett okritiskt förkastande av klassiska och beprövade tillvägagångssätt och teorier:

Faran med ett så intensivt införande av "synergetik" i vetenskaperna, särskilt inom de offentliga vetenskaperna, låg i en fullständig missuppfattning av vad synergetik är, i den oundvikliga användningen av det synergetiska tillvägagångssättet för att helt enkelt åtfölja ordet "synergetik" med olika ogrundade uttalanden som maskerar sig som vetenskapliga, och det resulterande förkastandet av normala, etablerade metoder, specifika vetenskaper. Och denna formella och ytliga "vädjan till synergetik", som av uppenbara skäl blivit massa, borde ha gett upphov till en hel, helt oberoende och till och med isolerad, gemenskap av ömsesidigt tillfredsställda, stödjande varandra och inte kritiserade av någon som är inblandad i skolastisk pseudovetenskap .

[…] de föreslagna förslagen om nya, något slags synergistiska tillvägagångssätt här förvandlas faktiskt till, för det första, avvisandet av tidigare, redan beprövade tillvägagångssätt och teorier, avbrottet av den naturliga utvecklingen av kunskap och vetenskap och förslaget istället för tidigare, nu, i bästa fall, tomma skal - bara vaga förord ​​och löften, och i värsta fall - avleda uppmärksamheten från normal vetenskap och misskreditera den.

- Bulletin nr 1 i almanackan " Till försvar av vetenskapen " från kommissionen för den ryska vetenskapsakademin för bekämpning av pseudovetenskap och förfalskning av vetenskaplig forskning.- M: Nauka, 2006.

Som D. S. Chernavsky noterar , "i synergetik anses behärskning av den matematiska apparaten ( dynamisk systemteori , matematisk modellering ) vara ett nödvändigt villkor." [25]

I en vidare mening är pseudosynergetik varje resonemang som använder detta koncept som inte tar hänsyn till historien om dess förekomst, och sådana är uttalanden från både vanliga älskare av vackra ord och ytliga åsikter, och representanter för akademisk vetenskap, som förstår synergetik som gavs 1977 av G. Haken i definitionen av boken med samma namn, huvudsakligen relaterad till fysiken för självorganiserande system i det "post-icke-klassiska" (term för akademikern vid Ryska vetenskapsakademin V. S. Stepin ) utvecklingsperioden.

Forskare noterar att synergetik, introducerad från termodynamiken, är olämplig för att lösa frågor om självorganisering av naturliga system, och ännu mer sociala objekt [26] .

Ursprungligen föreslogs och förklarades ordet "synergi" i dess etymologi 1927 av den amerikanske uppfinnaren och filosofen R. B. Fuller som en del av hans översyn av vissa aspekter av klassisk mekanik och relaterade geometriska strukturer, och utvidgades till ett brett spektrum av naturfenomen i en pan-vitalistisk anda. Den mest fullständiga avslöjandet av detta koncept ges dock i hans tvådelade avhandling, först publicerad 1975: SYNERGETICS Explorations in the Geometry of Thinking av R. Buckminster Fuller i samarbete med EJ Applewhite Först publicerad av Macmillan Publishing Co. Inc. 1975, 1979 . Ur "normalvetenskapens" synvinkel i betydelsen T. Kuhn erbjuder R.B. Fullers synergetik verkligen ett nytt paradigm , nämligen en ny läsning av ett antal mekaniska och matematiska begrepp kända sedan Euklids tid, R. Descartes , L. Euler och andra vetenskapsmän. Hans syn på naturgeometri och den konsekventa självorganiseringen av naturkrafter (hans avhandling "energi har form" och andra), liksom universalismen av idéer om världen inspirerade en hel generation unga forskare på 1960- och 1970-talen och fann ett svar inom fysik, biofysik, kybernetik och ett antal andra grenar där hans idéer har slagit sig så fast att de med tiden började uppfattas som en del av dessa vetenskapers autentiska språk. Idag är Fuller en internationellt erkänd auktoritet inom området exakt vetenskap, ingenjörskonst och design, och hans uppfinningar används i stor utsträckning inom civil och militär teknik.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ H. Haken. Synergetik. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1982, ISBN 3-8017-1686-4
  2. ↑ Knyazeva E. N. Encyclopedia of Epistemology and Philosophy of Science. - M . : "Canon +", ROOY "Rehabilitering", I. T. Kasavin, 2009.
  3. ↑ Boldachev A.V. Innovations. Domar i linje med det evolutionära paradigmet St. Petersburg: Publishing House of St. Petersburg. un-ta, 2007. - 256 sid. ISBN 978-5-288-04227-0
  4. ↑ Zabusky I. Icke-linjära partiella differentialekvationer - NY: Acad. press, 1967, sid. 223
  5. ↑ Haken G. Synergetics. M.: Mir, 1980
  6. ↑ Mozheiko M. A. Synergetics // Den senaste filosofiska ordboken. - Mn. : Book House, 2003.
  7. ↑ Knyazeva E. N., Kurdyumov S. P. Universums utveckling ur synergetikens synvinkel .
  8. ↑ Se till exempel: History and Synergetics. Forskningsmetodik Arkiverad 10 april 2020 på Wayback Machine . M.: Förlag LKI/URSS, 2009, 2:a uppl.
  9. ↑ Piotrovsky R. G. Textens synergetik. Minsk: MSLU, 2005.
  10. ↑ Piotrovsky R. G. Språklig synergetik: inledande bestämmelser, första resultat, framtidsutsikter. St. Petersburg: Filologiska fakulteten, St. Petersburg State University, 2006.
  11. ↑ Belyaeva L. N. Textsynergetik och översättningsproblem // Faktiska problem med teoretisk och tillämpad lingvistik och optimering av undervisning i främmande språk. Material från II internationella vetenskapliga konferens. - Tolyatti: TSU, 2010, sid. 20-26.
  12. ↑ Belyaeva L. N., Borodina O. A. Textens synergetik och lämpligheten i översättningen av terminologi. Språklig synergetik. - Perm: PGTU, 2010.
  13. ↑ Kamshilova O. N. Global English: towards the formation of a synergistic hypothesis // V International Scientific Conference "Applied Linguistics in Science and Education" St. Petersburg, Lema, 2010, s.152-157 (0.25 p.l.) - Institutionen för utbildningsteknologier i filologi RSPU dem. A. I. Herzen. Våra publikationer - 2010. https://sites.google.com/site/kotphil52/nasi-publikacii/-2010 Arkiverad 1 oktober 2015 på Wayback Machine .
  14. ↑ Synergetic linguistics vs linguistic synergetics: material från den internationella vetenskapliga och praktiska konferensen (Perm, 8-10 april 2010) https://books.google.ru/books/about/Synergistic_ling.html Arkiverad kopia av 6 december 2021 kl. Wayback- maskinen
  15. ↑ Nicolis G., Prigogine I. Självorganisering i icke-jämviktssystem: Från dissipativa strukturer till ordning och reda genom fluktuationer. M.: Mir, 1979. - 512 sid.
  16. ↑ Haken G. Synergetics. Hierarkier av instabilitet i självorganiserande system och enheter. M.: Mir, 1985
  17. ↑ Prigogine I., Stengers I. Ordning ur kaos: En ny dialog mellan människa och natur. Moskva: Framsteg, 1986.
  18. ↑ Prigogine I. Från existerande till framväxande: Tid och komplexitet i de fysiska vetenskaperna. Moskva: Nauka, 1985.
  19. ↑ Nicolis G., Prigozhin I. Kunskap om komplexet. — M.: Mir, 1990
  20. ↑ Haken G. Information och självorganisation: Ett makroskopiskt förhållningssätt till komplexa system. M.: Mir, 1991
  21. ↑ I. Prigogine, I. Stengers Tid, kaos, kvantum: Mot en lösning på tidens paradox. Moskva: Framsteg, 1994
  22. ↑ Haken G. Hjärnans principer: Ett synergistiskt förhållningssätt till hjärnans aktivitet, beteende och kognition. M.: Förlaget Per Se, 2001. - 353 sid.
  23. ↑ Haken G. Naturens hemligheter. Synergetik: läran om interaktion. - Moskva-Izhevsk: Institutet för datorforskning, 2003, 320 s.
  24. ↑ Gubin V. B. On the methodology of pseudoscience Arkivexemplar av 9 december 2013 på Wayback Machine . — M.: PAIMS, 2004. — 172 sid.
  25. ↑ Chernavsky, 2004 , sid. 82.
  26. ↑ Soloviev V.S. Modern filosofi. Förlag Litres, 2021. ISBN 5041229937 , ISBN 9785041229931

Litteratur

Länkar

Kritik mot missbruk av synergetik "Synergi" i ordböcker
  Gå till Wikidata-objektet  I bibliografiska kataloger