Синергетика

 

Синергетика – наука о самоорганизации сложных систем, о превращении хаоса в порядок.

Синергетика в переводе с греческого означает совместное или коопера­тивное действие. Основоположник этого направления – немецкий физик Герман Хакен. Он исследовал лазер и открыл в нем процессы самоорганиза­ции.

Не вдаваясь в детали его функционирования, отметим основное: частицы, составляющие лазер, хаотически колеблются; извне в лазер поступает энергия, при достаточной его «накачке» эти частицы приводятся в согласованное движение. На этой основе возникают кооперативные процессы и происходит самоорганизация системы.

Синергетика изучает процессы самоорганизации в живой и неживой при­роде, в социальных и технических системах.

Объект изучения синергетики, независимо от ее природы, обязан удовле­творять следующим требованиям:

1. Открытость – обязательный обмен энергией или веществом с окру­жающей средой.

2. Существенная неравновесность – достигается при определенных пара­метрах системы, которые переводят ее в критическое состояние, сопровож­даемое потерей энергии.

3. Выход из критического состояния скачкообразно в качественно новое состояние с более высоким уровнем упорядоченности.

Скачок – это крайне нелинейный процесс, при котором малые изменения управляющих параметров системы вызывают очень сильное изменение со­стояния системы, ее переход в новое качество. Например, при понижении температуры воды до определенного значения она скачком превращается в лед.

Процессы самоорганизации встречаются в квантовой электронике и ра­диофизике (лазер), в химии – смешивание жидкостей разного цвета, когда попеременно получается жидкость то красного, то синего цвета. В биологии – мышечные со­кращения, электрические колебания в коре головного мозга, динамика попу­ляций (временное колебание численности видов), в экономике – самооргани­зация информации позволяет рыночной системе производить необходимое количество товаров.

Самоорганизующимися системами можно управлять, изменяя действую­щие на них факторы. Поток энергии, вещества или информации уводит фи­зическую, химическую, биологическую, социальную систему далеко от со­стояния термодинамического равновесия. Изменяя температуру, давление, информацию, мы можем управлять системой извне.

Самоорганизующиеся системы способны сохранять внутреннюю устой­чивость при воздействии внешней среды, они находят способы самосохране­ния, чтобы не разрушаться и даже улучшить свою структуру.