Синергетика

Ціле - дисипативні структури (комірки Бенара)

Синерге́тика (від грец. συνεργιστικά — сумісна дія) — загальнонаукова трансдисциплінарна програма дослідження процесів самоорганізації в системах різної природи (фізичних, хімічних, біологічних, технічних, соціальних тощо), як сумісної дії елементів середовища у нерівноважному стані.

Історична довідка

Назву новому напряму досліджень процесів самоорганізації надав один із його засновників — Г. Хакен. Він описав формування лазерного монохроматичного випромінювання як процес самоорганізації, когерентного руху елементів середовища до стійкого атрактора.

Для становлення синергетики мало значення також створення І. Пригожиним теорії нерівноважної термодинаміки. Сформульовані у фізиці та хімії синергетичні моделі самоорганізації застосовують у біології, соціальних та гуманітарних науках.

Засадничі ідеї

Наукові ідеї

І. Пригожин використав поняття «дисипативна структура» для позначення самоорганізованих структур, які утворюються у нерівноважних відкритих середовищах та існують за рахунок дисипації (розсіяння) енергії, речовини чи інформації, отримуваної із середовища. У самоорганізованій структурі ентропія локально зменшується. Вироблена ентропія віддається середовищу. У такий спосіб утримується новий порядок.

Синергетичні моделі використовували в теорії теплових структур у плазмі, біофізиці для пояснення морфогенезу, в соціальній та гуманітарній сферах (соціосинергетика і психосинергетика).

Програма синергетичних досліджень загальнонаукова, її застосування до окремих сфер буття має дисциплінарний характер.

Світоглядні ідеї

З появою нерівноважної термодинаміки, яка описує процеси у відкритих далеких від рівноваги системах, ствердився єдиний еволюційний науковий погляд на світ як на самоорганізовану систему.

Самоорганізація є становленням нового складного цілого. Цілісність утворених унаслідок самоорганізації систем може мати різний ступінь динамічної стійкості. Наприклад, теплові структури в плазмі (наприклад, язики полум´я) є перехідними і невідтворюваними.

Відкритий у майбутнє рух, обравши один або декілька варіантів, притаманних нелінійному середовищу атракторів, може призвести до утворення динамічно стійкого цілого як періодично самовідтворювальної дисипативної структури, до прикладу:

• комірки Бенара — впорядковані шестигранні структури, утворені конвективними потоками у сильно нагрітій рідині (рис.1);
• «хімічний годинник» реакції Білоусова — Жаботинського (в хімії);
• живі організми як ієрархія дисипативних структур (в біології).

Квантово-механічні системи (ядра, атоми, молекули, живі організми з точки зору фізики квантової) мають найвищу стійкість. Характеризуються як тотальне ціле, що розгортає та зберігає єдність багатоманітного. В методології синергетики втілені діалектичні ідеї.

Методологічні ідеї

Синергетичний погляд на дослідження цілісності в методології нелінійного мислення полягає у відмові від панівного в лінійній науці пояснювального принципу редукції. У синергетиці працює принцип підлеглості (сформульований Г. Хакеном), протилежний принципу редукції (див. Редукціонізм). Нове ціле, що постає, підкорює своєму руху наявні елементи середовища, створює з них свої частини.

Діюча причина самоорганізації формується на засновку нелінійності під впливом умов, які сприяють вибору одного з можливих варіантів нелінійної динаміки в точках біфуркації. Сформована причина діє з реальною необхідністю, що містить випадковість. Випадковість здійсненого в точці біфуркації вибору визначається рівноймовірністю набору наявних атракторів руху в нелінійному середовищі. Принципова відкритість у точках біфуркації системи, що самоорганізується, пов’язана з чутливістю нелінійного нерівноважного середовища до найменших зовнішніх або внутрішніх впливів. Це полегшує можливість людських впливів незначних обсягів енергії на перебіг надзвичайно енергетично потужних процесів. У такий спосіб синергетично пояснюється свобода людських дій у нелінійній ситуації та людська відповідальність за такі дії та ризики несвідомих дій за відсутності належних знань і вмінь.

Додатково

Здобутки математики та фізики математичної різних років використовують як математичний апарат і зразки розв’язання задач для створення синергетичних моделей самоорганізації. Комп’ютерна революція надає можливість широкого застосування обчислювальних методів для розв’язку нелінійних задач, візуалізації за рахунок комп’ютерної симуляції нелінійної динаміки природних і штучних процесів самоорганізації.

Література

1. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. Москва : Прогресс, 1986. 432 с.
2. Добронравова И. С. Синергетика: становление нелинейного мышления. Киев : Лыбидь, 1990. 149 с.
3. Хакен Г. Основные понятия синергетики // Синергетическая парадигма. Москва : Прогресс-Традиция, 2000. С. 28–55.
4. Бевзенко Л. Синергетическая парадигма: возможности социальных интерпретаций. Киев : Институт социологии НАН Украины, 2002. 437 с.
5. Бевзенко Л. Социальная самоорганизация. Киев : Институт социологии НАН Украины, 2002. 437 с.
6. Кримський С. Б. Запити філософських смислів. Київ : ПАРАПАН, 2003. 240 с.
7. Буданов В. Г. Методология синергетики в постнеклассической науке и в образовании. 3-е изд. испр. М : ЛКИ, 2008. 240 с.
8. Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос. Квант. К решению парадокса времени / Пер. с англ. 8-е изд. Москва : Едиториал УРСС, 2014. 229 с.
9. Добронравова І. С. Практична філософія науки. Суми : Університетська книга, 2017. 352 с.

Автор ВУЕ

І. С. Добронравова

Покликання на цю статтю: Добронравова І. С. Синергетика // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Синергетика (дата звернення: 10.11.2026).

 

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 25.07.2022