Синергетика самоорганизующейся системы

Синергетика самоорганизующейся системы [c.77]

Отождествление турбулентного и хаотического движений хотя и очень распространено, едва ли конструктивно. В связи с этим в гл. 23 книги [9] сделана, по-видимому, впервые попытка выявить черты, особенности турбулентного движения, позволяющие рассматривать переход от ламинарного течения к турбулентному как переход к чрезвычайно сложному, но более упорядоченному движению, или, иными словами, как неравновесный фазовый переход в самоорганизующейся системе. В подтверждение этой точки зрения в докладе на конференции Синергетика-83 в Пущине в июле 1983 г. и в работе [13] приведены результаты сравнения производства энтропии для турбулентного течения и воображаемого ламинарного (которое сохранялось бы при числах Рейнольдса, боль- [c.10]

В настоящее время достигнуто понимание того, что гносеологической базой системы знаний является соединение принципа материального единства мира с принципом развития. Эта идея была заложена еще в 1937—1938 гг. В.И. Вернадским [1]. Отводя определяющую роль эволюционным процессам в биосфере и их необратимости, а также связи с особой геометрической структурой пространства, В.И. Вернадский писал Мы сейчас имеем право допустить в пространстве, в котором мы живем, проявление геометрических свойств, отвечающих всем трем формам геометрии — Евклида, Лобачевского и Римана. Правильно ли будет это заключение, логически вполне неоспоримое, покажет дальнейшее исследование . Это неоспоримое, но не сразу понятое утверждение получило подтверждение относительно недавно, с развитием двух взаимосвязанных между собой направлений синергетики как теории самоорганизующихся структур и представлений о фракталах как о самоподобных структурах, которые не могут быть описаны в рамках евклидовой геометрии. [c.6]

Решение проблемы авторы настоящей работы связывают с использованием идей синергетики, учитывающей закономерности самоорганизующихся структур. Критические точки, контролирующие переход системы через кризис, содержат уникальную информацию о свойствах материала, которая до сих пор использовалась недостаточно. Это делает необходимым определение механических свойств именно вблизи точек неустойчивости системы, обладающих свойством автомодельности и универсальности [11]. Высокая информативность и инвариантность к внешним условиям параметров, контролирующих точки бифуркаций, позволяет осуществлять многопараметрическую оптимизацию механических свойств сплавов [230] и обеспечивать благоприятное сочетание сопротивления материала пластической деформации и разрушению. [c.130]

Принципы синергетики позволили выделить для динамических систем, находящихся вдали от термодинамического равновесия, фундаментальную меру информации, отвечающую неустойчивому равновесному состоянию системы в критической точке, и переходу от упорядочения (динамический хаос) к хаосу. Этот переход связывают со сверх-критическим явлением, называемым самоорганизующейся критичностью, характерным для природных систем и в первую очередь биологических. Оно характеризуется спонтанным возникновением порядка из хаоса за счет неограниченного роста флуктуаций. При поглощении энергии из среды система достигает некоторого критического состояния [c.46]

Вопрос о том, существуют ли обш,ие принципы, управляющие возникновением самоорганизующихся структур и (или) функций,— основной вопрос синергетики. Когда я более десяти лет назад дал на него утвердительный ответ для широкого класса систем и предложил рассматривать проблемы самоорганизации в рамках междисциплинарного направления, названного мной синергетикой , многим ученым это могло показаться абсурдным. Почему системы, состоящие из столь различных по своей природе компонентов, как электроны, атомы, молекулы, фотоны, клетки, животные или даже люди, должны, когда они самоорганизуются, подчиняться одним и тем же принципам, образуя электрические колебания, структуры в жидкостях, химические волны, лазерные пучки, органы людей и животных, популяции животных или социальные группы Но прошедшее десятилетие принесло множество подтверждений тому, что самые разнообразные явления самоорганизации подчиняются одним и тем же принципам, и многочисленные разрозненные примеры, давно известные из литературы, подпадают под объединяющие понятия синергетики. Диапазон таких примеров необычайно широк от морфогенеза в биологии и некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики до космических масштабов эволюции звезд, от электронных приборов до формирования общественного мнения, от мышечного сокращения до выпучивания конструкций. Кроме того, несмотря на существование множества различных дисциплин, обнаружилось поразительное сходство основных понятий, относящихся к образованию пространственных, временных и функциональных структур. [c.16]

Эти и другие представления о сущности старения стали в последнее время постепенно объединяться в единую, общебиологическую теорию старения. Эта теория призвана объяснить все основные выражения процессов старения у живых существ самых разных уровней организации. Роль синергетики в этом представляется решающей. Только на основе системного подхода, и, конкретнее, представления о самоорганизующихся системах можно объединить теории старения, кажущиеся не связанными друг с другом или дпжс взаимно противоречивыми. [c.235]

Будучи наукой о самоорганизующихся системах, синергетика позволяет понять особенности коллективного поведения сильно неравновесных статистических ансамблей в физике, химии, биологии, социологии и т.д. Вместе с тем при исследовании конденсированной среды до последнего времени использовались методы равновесной статистической физики. Это связано с предположением, что конденсированная среда, находящаяся под воздействием, сохраняющим ее как таковую, представляет равновесную или слабо неравновесную статистическую систему. В последнее время, однако, возрос интерес к явлениям, в которых поведение статистического ансамбля атомов в конденсированном состоянии становится таким, что обычные представления (типа концепции фононов или термодинамической картины фазовых переходов) теряют применимость, либо требуют принципиальных изменений. Такое поведение связано с сильным отклонением атомной системы от равновесного состояния — как это имеет место, например, в ядре дефекта кристаллической решетки или зонах пластического течения и разрушения. Последовательная картина сильно неравновесной конденсированной среды требует использования методов, которые позволяют представить такие особенности как неэргодичность статистического ансамбля, возникновение иерархических структур, структурная релаксация, взаимное влияние подсистемы, испытывающей фазовый переход, и окружающей среды и т. д. Целью настоящей монографии является всестороннее исследование такого рода особенностей в рамках концепции о перестройке атомных состояний при значительном удалении от равновесия. Это достигается на основе синергетической картины, представляющей взаимно согласованную эволюцию гидродинамических мод, параметризующих систему. [c.6]

Рассмотренное выше означает необходимость объединения подходов синергетики и теории фракталов, так как диссипативные структуры, самоорганизующиеся в открытых системах, фрактальны [9—11]. Синергетика расширила 1юнятие структуры, придав ей универсальность, а теория фракталов позволила ввести новые количественные показатели структур в виде фрактальной размерности. Это является базой для моделирования структур различной природы. Следует иметь в виду, что различные уровни структуры (микро-, мезо- и макромасштаб) можно описать в рамках мультифрактального анализа. [c.8]

В то же время окружающий мир является высокоупорядоченным. Из теории Дарвина следует, что в основе принципа отбора лежит повышение организованности биологических систем. Это противоречит второму закону термодинамики, согласно которому энтропия системы с течением времени увеличивается. Это противоречие было снято с введением в кибернетике представлений об эволюции системы как связанной с самоорганизующимися и саморегулирующимися процессами и с развитием синергетики [2, 4], рассматривающей закономерности самоорганизации диссипативных структур в неравновесных условиях [5]. Стало очевидным, что неравновесные состояния более высокоорганизованные, чем равновесные, так как в них движущей силой процесса является не минимум свободной энергии, как это характерно для равновесных процессов, а минимум производства энтропии. [c.11]

В.М. Бехтерев в начале XX в. в качестве науки будущего говорил о космономии - науке, которая могла бы объединить своими обобщениями все явления познаваемого мира на основе учения об универсальных, общемировых законах. Такой наукой о сложном стала синергетика, как теория самоорганизующихся систем, определивщая становление междисциплинарной науки [3]. Именно междисциплинарная основа синергетических принципов позволила за короткий период времени рещить многие вопросы, поставленные, но нерешенные кибернетикой. Это связано с тем, что в основе кибернетики лежит функциональная природа управления системами, в то время как установление физической сути процесса системы к внешнему воздействию требует физических подходов, Они заложены в принципах синергетики. Не случайно поэтому, один из основоположников кибернетики У. Эшби [4], поставил вопрос о необходимости создания строгой науки о сложности , предварив тем самым, переход от кибернетики с ее функциональной природой, к синергетике, как науке о сложных системах, базирующейся на физических представлениях. [c.10]

Периодическая система элементов представляет собой синергетическую систему, объединившую периодическим законом Д.И. Менделеева все природные элементы, возникшие в условиях самоорганизации. Основой для установления самоорганизующихся физических, биологических, химических и других структур объектов наномира является нелинейная динамика структур сложнь[х систем, базирующихся на принципах синергетики [5-9]. Ее методология отражает универсальные законы критических явлений, которым свойственны [c.74]

Традиционно под структурой объекта понимают обычно наличие в нем тождественных упорядоченных построений, сохраняющихся при внешнем воздействии структура противопоставляется хаосу. Синергетика же оперирует со структурой, которая формируется в открытой системе и в обычном понимании может быть отнесена к беспорядку, и суть вопроса заключается в отыскании порядка в этом кажущемся беспорядке, т. е. в установлении упорядоченного хаоса . Как уже отмечалось, синергетика оперирует как с самоорганизующимися структурами, так и с процессами. К самоорганизующимся процессам относят автоколебательные процессы или устойчивые незатухающие колебания, которые независимо от начальных возмущений сохраняются в определенном режиме. Таким образом, развитиё синергетики стимулировало и анализ автоволновых процессов, вызываемых потерей устойчивости однородного равновесного состояния. [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...