Основы синергетики
Содержание:
Введение......................
1. Концепции происхождения жизни на Земле.........................
2. Научная этика.........................
3.1 Основы синергетики ………………………………..…………………10
3.2 Синергетика и синергетики……………………………………………10
3.3 Особенность синергетики как науки………………………………….12
Заключение....................
Список использованной литературы....................
Введение
Единой точки зрения на вопрос о происхождении жизни на Земле в науке не существует, хотя с древнейших времен и до нашего времени было высказано множество гипотез, пытающихся создать связанную картину процессов, лежащих в основе возникновения жизни организмов.
Итак, представим различные точки зрения по этой теме. Значительная часть оснований всех концепций происхождения жизни умозрительна, поскольку воспроизвести сколько-нибудь наглядным образом события, непосредственно связанные с возникновением жизни на Земле, невозможно. Это относится как к теологическим, так и к "научным" построениям.
Теории, относящиеся к проблеме возникновения живых организмов на Земле, самой нашей планеты и всей Вселенной, являются разнообразными и недостоверными.
«Синергетика» происходит от греческого «синергетикос» - совместный, согласованно действующий. Это научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических, физико-химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях.
На первом этапе развития под синергетикой понимали область научных исследований, целью которых было выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы: физических, химических, биологических, социальных и т. д. Здесь «совместное, согласованное действие» может быть как следствием самоорганизации (в результате развития собственных неустойчивостей в системе), так и следствием вынужденной организации за счет внешних воздействий.
1. Концепции происхождения жизни на Земле
Так, в соответствии с гипотезой "Большого взрыва" Вселенная возникла из сгустка нейтронов в одной из так называемых черных дыр; согласно другим концепциям Вселенная существовала вечно (теория стационарного состояния) или же была создана всемогущим Творцом.
Вопреки бытующим распространенным мнениям наука принципиально не способна опровергнуть идею о божественном сотворении Вселенной, о божественном сотворении всего живого; так же как и теологические взгляды необязательно отвергают идею эволюционного развития жизни (каким-либо образом возникшей жизни, например, по воле Творца), подчиняющегося известным законам природы и объяснимого на основе известных законов природы.
Среди основных теорий (гипотез) возникновения жизни на Земле необходимо выделить пять следующих концепций:
1)панспермия (жизнь на Земле была занесена извне - из Космоса, с других планет или иных космических тел);
2)самопроизвольное неоднократное зарождение (жизнь возникала неоднократно и спонтанно из неживого вещества);
3)гипотеза стационарного состояния (жизнь на Земле существовала всегда, вечно);
4)эволюция, например, биохимическая эволюция (жизнь случайным образом возникла в результате физических и химических процессов (реакций) из неживого вещества);
5)креационизм (жизнь была создана всемогущим Творцом, Создателем в определенное время).
Рассмотрим кратко каждую из этих теорий.
В рамках теории панспермии не предлагается никакого механизма первичного возникновения живого организма, а предлагается идея о неземном происхождении жизни. Таким образом, эта теория не может считаться в полной мере теорией возникновения жизни, поскольку в данном случае проблема возникновения жизни всего лишь переносится с Земли в другое место Вселенной, но сама проблема по-прежнему остается нерешенной.
Теория самопроизвольно (спонтанного) зарождения жизни была распространена в Египте, Китае, Вавилоне еще до возникновения христианства. Этой теории, например, придерживался Аристотель, который, развивая ее, построил все известные тогда живые организмы в "лестницу природы" - в непрерывный ряд. С появлением и распространением христианства теория самопроизвольного зарождения жизни отошла на задний план, и ее придерживались в основном те, кто верил в нечистую силу и колдовство.
В соответствии с теорией стационарного состояния Земля никогда не возникала - существовала вечно, также всегда существовала и жизнь на Земле -в вечно существовавшей и вечно существующей статичной Вселенной. Сторонники этой концепции придерживаются мнения о том, что нет ни начала, ни конца мироздания. Виды живых организмов, по мнению адептов этой теории, существовали всегда, и если и изменялись, то незначительно. Причем видам отводились только две возможности изменения - уменьшение (или увеличение) численности особей или их полное исчезновение (вымирание).
Сторонники биохимической эволюции считают, что возраст Земли составляет примерно 4,5-5 млрд. лет, а жизнь возникла из "первичного бульона" - в соответствии с гипотезой русского биохимика А.И.Опарина, выдвинутой в 1924 году. Гипотеза Опарина о возникновении жизни из абиотических компонентов опирается на представление о постепенном усложнении химической и морфологической структуры предшественников жизни на пути к живым организмам как результату эволюции углеродистых соединений. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования из неорганических веществ сложных органических соединений. Их возникновение эволюционисты рассматривают как стадию развития преджизни. Самое трудное (и до настоящего времени непреодоленное) препятствие для этой теории - объяснить возникновение у живых систем способности и механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Все попытки поиска ответа на этот вопрос являются пока малоубедительными. Хотя эту гипотезу о зарождении (происхождении) жизни признают многие естествоиспытатели, не меньшее их число эту гипотезу отвергают. Так, британский астроном Фред Хойл весьма глубоко проанализировал количественную сторону биохимической теории эволюции и пришел к выводу, что ее скорость совершенно недостаточна, чтобы в течение нескольких миллиардов лет создать жизнь в ее современной форме. В книге "Разумная Вселенная", опубликованной в 1983 году, он приводит свою "притчу о Боинге". Допустим, что на огромной свалке в беспорядке разбросаны детали авиалайнера "Боинг -747", разобранного до последнего винтика. Велика ли вероятность, что после урагана, пролетевшего над мусорной свалкой, будет полностью собран самолет, готовый отправиться в полет? Так вот - она не меньше, чем шанс случайно собраться простейшему живому организму из разрозненных химических "кирпичиков". Это со скрупулезной точностью подсчитал Хойл, выяснив, что уровень сложности простейшей живой клетки сопоставим с уровнем сложности авиалайнера.
Креационизм основывается на утверждении, что жизнь возникла в результате действий Бога. Процесс творения мира и всего живого, населяющего мир, описанный в Библии, происходил путем сепарации, путем последовательных разделений (света от тьмы, воды над небесами от воды под небесами) и продолжался шесть дней. Как бы ни понимали христиане слово "день" - пусть даже в самом буквальном смысле -это процесс, продолжавшийся гораздо больше, чем момент первого Божьего Импульса, давшего начало этому процессу - процессу творения. В данном случае неважно, какова продолжительность этого интервала -24 часа или миллионы (миллиарды) лет. В любом случае оформление мироздания происходит в ответ на появление Творца. Важнейший мотив библейского повествования о творении мира - постепенное становление творения, развитие. В Библии не говорится, как долго и каким путем Земля порождала жизнь, но в ней утверждается то, что вся жизнь - из рук единого Творца и по его повелению. Как Божья воля входила в наш мир и преображала его, подготавливала к появлению человека - все эти вопросы остаются за рамками Откровения.
2. Научная этика
Этику определяют как философскую науку (называют «практической философией»), которая отвечает на вопрос, как следует правильно жить, придерживаясь при этом определенных норм.
Слово «этика» произошло от древнегреческого ethos («этос»). Изначально под этим понятием понимали место совместного проживания (дом, человеческое жилище, звериное логово, птичье гнездо). Впоследствии это слово стало в основном употребляться для обозначения устойчивой природы какого-либо явления, обычая, нрава, характера.
Аристотель использовал понятие «этический» для обозначения особого класса человеческих качеств, которые он называл этическими добродетелями. Этические добродетели – характеристика темперамента каждого человека, также их называют душевными качествами. Они во многом определяют сущность человека и помогают дать более полное представление о его нравственных особенностях.
По Аристотелю главной задачей этики является исследование человеческих отношений в их наиболее совершенной форме. Основные задачи: Теоретическое описание и объяснение морали: ее историю, нормы, принципы, идеалы… Дать анализ сущности морали в ее «должном» и «сущем». Учить морали, для того чтобы человек в дальнейшем смог выработать собственную стратегию «правильной жизни».
Постепенно в этике сформировалось два рода проблем:
Как должен поступать человек (нормативная этика)
Собственно теоретические вопросы гносеологического аспекта, о сущности морали, ее происхождении (метаэтика). Метаэтика – «чистая философия» морали. Добро и зло исследуются на абстрактном, теоретическом уровне, без соприкосновении с практикой.
Этика как наука не является ни метатеорией, ни чистой нормативной. Это не математика и логика. Слишком ее предмет связан с жизнью. Этика должна и научить, и воспитать и обосновать теоретически.
В современном обществе под «этикой» мы понимаем науку, область знания, интеллектуальную традицию, которая помогает поддерживать отношения и характеризует нормы отношений в обществе.
Под предметами этики подразумевают такие понятия, как «мораль» или «нравственность», которые часто употребляются как синонимы.
Мораль – одно из наиболее сложных понятий, над которым бились лучшие умы, создававшие различные образы морали. Сложность с определением морали состоит в том, что такое определение не может быть простым обобщением фактов. Мораль всегда больше, чем совокупность фактов, подлежащих обобщению. Она выступает одновременно как задача, которая требует своего разрешения. Мораль – это не просто то, что есть, она скоре, то, что должно быть.
Этика появляется там и тогда, где и когда появляется мораль как сфера самостоятельного выбора, основанного на рациональном размышлении. Этика – наука о «должном», она говорит о том, как «должен» поступать человек (формулирует нравственные нормы и принципы).
Этика – моральная философия, где этика – это область знания, а мораль – ее предмет.
Специфика этики состоит в том, что она проблемам отдельного человека придает общечеловеческий масштаб, так что предлагаемые решения могут быть распространены на любого другого индивида, сталкивающегося с такими же проблемами.
Этика – это исследование фундаментальных ценностей и целей человеческой жизни (добро и зло, счастье, любовь и т.д.), но также анализ понятия морали.
По родовой принадлежности этика относится к философии, а в рамках философии ее особенность состоит в том, что она составляет ее нормативно-практическую часть.
Этика бывает также теологической (теономной). Теологическая этика возникает на базе религии и возводит мораль к Богу. В отличие от собственно философской этики, которая остается в пределах знания, теологическая этика не ограничивается в своих аргументах логикой и эмпирической достоверностью, хотя, разумеется, и стремится их максимально использовать. Она мистифицирует источники морали, прямо апеллируя к сверхъестественным причинам – чуду, откровению и т.п. Точно так же в нормативной части теологическая этика выходит за те пределы индивидуально-ответственного поведения, которые освещаются светом разума и удостоверяются очевидностью опыта, практикует действия, которые не поддаются рациональной интерпретации (типичный пример – молитва, знаковые обряды).
Нравственная и религиозная деятельность в истории культуры долгое время отождествлялись: заповеди, данные Богом, одновременно считались и моральными нормами, а богоугодные дела _ добрыми поступками. Такой подход не был случайным. Во-первых, нравственность и религия регулируют поведение человека в обществе, т.е. выполняют сходные социальные функции. Во-вторых-, похожи и способы регулирования. Для нравственных и религиозных требований характерны категоричность, универсальность и т.д. В-третьих, главный стимул нравственного и религиозного поведения – духовные ценности, отсюда знаковость таких понятий, как долг, идеал и т.д. и для светского, и для верующего человека. При этом следует отметить совпадение нравственных и религиозных ценностей, особенно на ранних этапах развития общества. Также можно отметить, что и в нравственности, ' и в религии большую роль играет эмоциональная сфера. Вера, глубокие переживания типичны как для нравственной, так и для религиозной жизни.
Эти и другие обстоятельства обусловили единство нравственного и религиозного сознаний на протяжении длительного периода, но тем не менее с развитием светской культуры содержание нравственности и религии перестает быть идентичным.
Принципиальное отличие заключается в том, что для нравственности конечной целью является человек, а для религии – Бог.
Еще одним характерным отличием религии является система ритуальных действий (культ), а также существование организационных структур (церковь) и специального аппарата священнослужителей. Нравственность не имеет институтов и ориентируется главным образом на мнение морального авторитета.
Кроме того, если религия предусматривает суровые потусторонние кары, то нравственность ограничивается общественным осуждением и взывает к совести. И наоборот, если для верующего наградой является вечная жизнь (т.е. доброе дело является не целью, но средством), то для нравственного человека наградой является сама добродетель, чувство выполненного долга.
Подводя итог, следует отметить, что этика не создает норм, принципов и правил поведения, оценок и идеалов, а изучает, теоретически обобщает, систематизирует и стремится обосновать единые нормы, ценности и идеалы. Для этого она должна раскрыть источник происхождения моральных норм, ценностей и идеалов, общую природу морали и ее роль в жизни человека и общества, выявить закономерности ее функционирования. В кризисных условиях общественного развития этика обеспечивает смену моральных нормативно-ценностных систем.
Этика не дает рецептов на каждый случай жизни. Она дает общее направление. Этика может помочь человеку, ведущему диалог с самим собой. Но не каждый человек способен к внутреннему диалогу. Этика помогает человеку не потерять себя, не растеряться.
3.1 Основы синергетики
Объединяющим началом в синергетике являются объекты исследований — открытые сложные нелинейные системы с обратными связями. Разумеется, такие системы изучались и ранее без использования термина «синергетика». Общая трудность подобных исследований — исключительная трудность точного математического описания, особенно если в системе работает множество обратных связей. Ввиду широкого использования в синергетике аналогий полезно проследить, как методически решаются подобные проблемы в наиболее успешных работах.
3.2 Синергетика и синергетики
Подобно тому, как кибернетике Винера предшествовала кибернетика Ампера, имевшая весьма косвенное отношение к «науке об управлении, получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах», синергетика Хакена имела своих «предшественниц» по названию: синергетику Ч. Шеррингтона, синергию С. Улана и синергетический подход И. Забуского.
Ч. Шеррингтон называл синергетическим, или интегративным, согласованное воздействие нервной системы (спинного мозга) при управлении мышечными движениями.
С. Улам был непосредственным участником одного из первых численных экспериментов на ЭВМ первого поколения (ЭНИВАКе).- проверке гипотезы равнораспределения энергия по степеням свободы. Эксперимент, проведенный над числовым аналогом системы кубических осцилляторов, привел к неожиданному результату, породив знаменитую проблему Ферми-Пасты-Улама: проследив за эволюцией распределения энергии по степеням свободы на протяжении достаточно большого числа циклов, авторы не обнаружили ни малейшей тенденции к равнораспределению. С. Улам, много работавший с ЭВМ, понял всю важность и пользу «синергии, т. е. непрерывного сотрудничества между машиной и ее оператором», осуществляемого в современных машинах за счет вывода информации на дисплей.
Решение проблемы Ферми - Пасты - Улама было получено в начале 60-х годов М. Крускалом и Н.Забуским, доказавшим, что система Ферми – Пасты - Улама представляет собой разностный аналог уравнения Кортевега-де Вриза и что равнораспределению энергии препятствует солитон (термин, предложенный H. Забуским), переносящий энергию из одной группы мод в другую. Реалистически оценивая ограниченные возможности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, И. Забуский пришел к выводу о необходимости единого синтетического подхода. По его словам, «синергетический подход к нелинейным математическим и физическим задачам можно определить как совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений».
Если учесть сложность систем и состояний, изучаемых синергетикой Хакена, то станет ясно, что синергетический подход Забуского (и как составная часть его - синергия Улама) займет достойное место среди прочих средств и методов Х-науки. Иначе говоря, уповать только на аналитику было бы чрезмерным оптимизмом.
3.3 Особенность синергетики как науки
В отличие от большинства новых наук, возникавших, как правило, на стыке двух ранее существовавших и характеризуемых проникновением метода одной науки в предмете другой, Х-наука возникает, опираясь не на граничные, а на внутренние точки различных наук, с которыми она имеет ненулевые пересечения: в изучаемых Х-наукой системах, режимах и состояниях физик, биолог, химик и математик видят свой материал, и каждый из них, применяя методы своей науки, обогащает общий запас идей и методов Х-науки.
Эту особенность Х-науки (если X - синергетика) подробно охарактеризовал Хакен: «Данная конференция, как и все предыдущие, показала, что между поведением совершенно различных систем, изучаемых различными науками, существуют поистине удивительные аналоги. С этой точки зрения данная конференция служит еще одним примером существования новой области науки - Синергетики. Разумеется, Синергетика существует не сама по себе, а связана с другими науками, по крайней мере, двояко. Во-первых, изучаемые Синергетикой системы относятся к компетенции различных наук. Во-вторых, другие науки привносят в Синергетику свои идеи. Ученый, пытающийся проникнуть в новую область, естественно, рассматривает ее как продолжение своей собственной области науки. Математики, занимающиеся теорией бифуркаций, предпочли озаглавить доклад «Теория Бифуркаций и ее приложения». Физики, изучающие фазовые переходы, представили доклад под названием «Неравновесные фазовые переходы», а специалисты по статистической механике сочли более уместным назвать тот же подход «неравновесной нелинейной статистической механикой». Другие усматривали в новой области дальнейшее развитие «термодинамики необратимых процессов», третьи нашли рассматриваемый круг явлений особенно подходящим для применения теории катастроф (сохранив за не поддающимися пока решению проблемами название «обобщенных катастроф»). Некоторые математики склонны рассматривать весь круг проблем с точки зрения структурной устойчивости. Все перечисленные мной разделы науки весьма важны для понимания образования макроскопических структур образования в процессе самоорганизации, но каждый из них упускает из виду нечто одинаково существенное. Укажу лишь некоторые из пробелов. Мир - не лазер. В точках бифуркации решающее значение имеют флюктуации, т. е. стохастические процессы. Неравновесные фазовые переходы обладают некоторыми особенностями, отличными от обычных фазовых переходов, например чувствительны к конечным размерам образцов, форме границ и т. п. В равновесной статистической механике не существуют самоподдерживающиеся колебания. В равновесной термодинамике широко используются такие понятия, как энтропия, производство энтропии и т. д., неадекватные при рассмотрении неравновесных фазовых переходов. Теория катастроф основана на использовании некоторых потенциальных функций, не существующих для систем, находящихся в состояниях, далеких от теплового равновесия. В мои намерения, разумеется, не входит критика тех или иных областей науки. Я хочу лишь подчеркнуть то, что представляется особенно важным: в настоящее время назрела острая необходимость в создании особой науки, которая бы объединила все перечисленные мной аспекты. Для науки безразлично, будет ли она называться «Синергетикой». Важно, что она существует.
Итак, Х-наука делает первые шаги, и существует сразу не в одном, а в нескольких вариантах, отличающихся не только названиями, но и степенью общности и акцентами в интересах.
Заключение
Таким образом, ошибочным является взгляд на отсутствие противоречия между теологическим и "научным" объяснением сотворения жизни (и мира) - якобы из-за того, что эти две сферы мышления взаимно исключает одна другую. Вовсе нет, наука и религия на практике необязательно исключает одна другую, о чем, в частности, свидетельствует большое число ученых, придерживающихся религиозных убеждений. Уместным будет также указать на то, что научная картина мира и Библия не просто дают разные ответы - речь должна идти о разных ответах на разные же вопросы.
Синергетика интересна не только своими математическими результатами, открытием удивительного мира эволюционирующих и самоорганизующихся структур, но и своими разветвленными приложениями. Можно надеяться, что синергетика способна нам помочь и в понимании перехода от неживого к живому, биологической эволюции, психики человека, социальных организаций, течения человеческой истории. Синергетика устанавливает мостики между «мертвой» и живой природой, между целеподобностью поведения природных систем и разумностью человека, между процессом рождения нового в природе, творчеством природы и креативностью человека. В определенных классах неорганических систем ведется поиск живого, элементов самодостраивания, регенерации, морфогенеза, в живом — поиск свойств неживого, того, что обще ему с царством неорганической природы, что уже переформировано в неживом, предано в законах эволюции Вселенной.
По сути дела, строится своеобразный параллельный мир, мир математических моделей.
В отличие от констатации принципиальных различий между живой и неживой природой синергетика позволяет увидеть те общие принципы, которые соединяют то и другое.
Список использованной литературы:
1. Гребенников И.В. Основы семейной жизни: Учебн. пособие для студентов. – М. Просвещение, 1991. – 158 с. – Раздел 1.
2. Гусейнов А., Апресян Р. Этика: Учебник. М.: Гардарики, 1998. – 472 с. – С. 9–28 (1 вопрос).
3. Дорно И.В. Современный брак: проблемы и гармония / М.: Педагогика, 1990. – 272 с. – С. 56–124.
4. Попов Б. Этика. Курс лекций. М.: Академия, 1999. – 192 с. – С. 11- 22; с. 139–147.
5. Попов Л.А. Этика: курс лекций. – М.: Центр, 1998. – 160 с. – С. 10-56.
6. Росенко М.Н. Основы этических знаний. – СПб: Лань, 1998. – 256 с.– С. 5–26.
7. Рюриков Ю. Три влечения: Любовь, её вчера, сегодня и завтра. Кемерово: Книги, 1984. – 256 с. – С. 152–210 (2 вопрос).
8. Соловьев В.С. Оправдание добра / Соловьев. Сочинения в двух томах. М.: Мысль, 1988. Т. 1. –, с. 98–119.
9. Этика: Учебник / Под ред. А. Гусейнова, Е. Дубко. – М.: Гардарики, 2003. – 496 с. – С. 26–28.
10. Этика: Энциклопедический словарь / Под ред. Р.Г. Апресяна и А.А. Гусейнова. – М.: Гардарики, 2001. – 671 с.
11. Ахромеева Т.С., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Самарский А.А. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. М.: Наука.
12. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука. 1997.
13. Лоскутов А.Ю.,Михайлов А.С.. Введение в синергетику. — М. Наука. 1990.
14. Малинецкий Г.Г. Хаос, структуры, вычислительный эксперимент. М.: Наука, 1997.
1
