Государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Уральский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России)
Кафедра Медицинской физики, информатики и математики
Реферат
по дисциплине: Современная научная картина мира.
Тема реферата: «Синергетика о закономерностях системной организации: возникновение порядка из хаоса»
Выполнила студентка:
Михалевич Анастасия Андреевна
Курс: I
Группа: ОЛД-129
Преподаватель: доктор биологических наук, доцент
Шкляр Татьяна Фридриховна
г. Екатеринбург
Содержание
1. Синергетика…………………………………………………………….
2. Принципы синергетики………………………………………………..
3. Формирование теории хаоса ………………………………………….
4. Бифуркация……………………………………………………………..
5. Особенности формирования порядка и хаоса в организационных системах………………………………………………………………...
6. Новая концепция теории организации и управления……………….
7. Схема развития социально-экономических систем………………….
8. Заключение……………………………………………………………..
9. Список литературы…………………………………………………….
Синергетика
Синергетика – направление в науке, представляющее междисциплинарную универсальную теорию самоорганизации и сложности процессов самой различной природы. Возникшая на стыке физики, химии, биологии, астрофизики и других естественных наук и вобравшая в себя общенаучные системные идеи, синергетическая модель самоорганизации является на сегодняшний день наиболее обобщающей и наиболее эвристически плодотворной объяснительной моделью, описывающей взаимопереходы порядка и хаоса в эволюции систем, в том числе и социально-экономических.
Объектом изучения синергетики являются самоорганизующиеся системы.
Предметом изучения синергетики являются все этапы универсального процесса самоорганизации как процесса эволюции порядка – его возникновения, развития, самоусложнения и разрушения, т.е. весь цикл развития системы в аспекте ее структурного упорядочения. Иными словами, синергетику можно считать наиболее полной, интегральной теорией порядка и хаоса потому, что она исследует различные уровни порядка и проявления различной роли хаосана этих этапах порядкообразования.
Синергетика исследует причины появления и динамику целостных свойств системы и изучает количественные отношения и параметры. Синергетика занимается исследованием больших и сложных систем, состоящих из многочисленных частей, элементов или подсистем. Новая концепция самоорганизации, выдвинутая синергетикой, отличается от прежних, разработанных в рамках кибернетики и системотехники, тем, что основное внимание она обращает на раскрытие конкретных механизмов взаимодействия элементов, приводящее к их упорядочению и образованию устойчивых структур. Элементы синергетического мировоззрения доступны переформулировке и трансформации в более или менее отчётливые практические правила поведения в окружающем нас мире.
Принципы синергетики
1. Действуй в нужном месте и в нужное время. При благоприятном моменте нельзя проявлять нерешительность, ибо благоприятный момент не приходит дважды.
2. Малые воздействия могут привести к большим следствиям. Например, иглоукалывание в нужной точке позволяет «поставить больного человека на ноги». Это правило наиболее ярко выражает принцип нелинейности. Большие затраты энергии в нелинейных системах не гарантируют получения пропорционального им результата. С другой же стороны, малое или даже случайно осуществленное правильное воздействие способно резонансно раскачать систему, пробудить дремлющее в среде потенции повысить эффективность системы.
3. Неопределенность последствий принимаемых решений. Организационные системы относятся к разряду динамических больших и сложных систем, нелинейных и открытых. А в нелинейном мире возрастает вероятность свершения даже мало вероятных событий. Если же система характеризуется нестабильностью, то человек просто обязан более осторожно и деликатно относиться к принятию тех или иных решений.
4. Не получится того, чего не может получиться и на чудо надеяться нельзя. Например, нельзя построить социализм в отдельно взятой стране, при тоталитарном режиме.
Исследования в области синергетических систем управления позволяют принципиально по новому подойти к синтезу управления нелинейными многосвязными объектами, к числу которых относятся предприятия и организации. Синергетический подход можно рассматривать как оптимальный способ овладения нелинейной ситуацией. Проблема состоит в том, как преодолеть хаос, его не преодолевая, а делая его дружественным, творческим созидательным, превращая его в поле, рождающее инновации. Методологическим открытием синергетики является разрушение уходящего в глубокую древность стереотипа страха перед хаосом. Возможность увидеть красоту и конструктивность хаоса – одна из самых важных на сегодняшний день задач синергетики.
Научиться мыслить синергетически – значит научиться мыслить нелинейно, мыслить в альтернативах, предполагая возможность смены темпа развития событий и качественной перестройки, структурных переходов в сложных системах.
Формирование теории хаоса
Понятие хаоса относится к так называемой теории динамических систем. Хаос в социально-экономических системах представляет собой такое состояние, когда прежняя единая структура, с ее функциональными отношениями между частями распадается. Для социально-экономических систем данное состояние характеризуется переходом к закритическому соотношению затрат труда, материалов, энергии, сырья, требуемых для расширенного производства продукции и для поддержания состояния простого воспроизводства средств производства. С этого момента начинается быстрое рассогласование функциональных отношений между всеми элементами социально-экономической системы. Такое развитие процесса можно назвать саморазвивающимся хаосом.
«Две опасности не перестают угрожать миру: порядок и беспорядок» (П. Валери). В данном случае под порядком подразумевается установление жестких норм, правил и строгое неукоснительное их соблюдение. Это утверждение неоднократно подтверждалось в нашей стране: страх перед диктатурой жесткой тоталитарной идеологии, не допускающей проявления элементарной свободы действий, расходящихся с установленным порядком и страх от нарастающего беспорядка и экономических кризисов в период перестройки.
Формирование теории хаоса играет важную роль в развитии методологии современной теории организации и управления. В 1963г. Эдвар Лоренц из Массачусетского технологического института, движимый желанием понять, в чем трудность с прогнозами погоды промоделировал на компьютере поведение системы погодных условий. Разработанная им программа моделировала систему погодных условий. Моделируя, многократно начальное состояние ветра и температуры Лоренц получал в результате различные рисунки погоды. При моделировании погодных условий Лоренц, исходя из формальной логики, полагал, что небольшие изменения в первоначальных условиях начального состояния ветра и температуры, которые он заложил в компьютер, приведут соответственно к небольшим изменениям в эволюции рисунка погоды. К своему удивлению он обнаружил, что даже мельчайшие изменения одного или двух параметров погодных условий вызывали потрясающее изменение в рисунке погоды.
Таким образом, промоделировав, свою простую систему на компьютере, Лоренц выявил основной механизм, который вызывал случайное поведение: микроскопические возмущения накапливаются и влияют на макроскопическое поведение. Непредсказуемость хаоса объясняется в основном существенной зависимостью от начальных условий. Такая зависимость указывает на то, что даже самые малые ошибки при измерении параметров исследуемого объекта могут привести к абсолютно неверным предсказаниям. Применительно к невозможности делать долгосрочные прогнозы погоды существенную зависимость от начальных условий иногда называют «эффектом бабочки». «Эффект бабочки» указывает на существование вероятности того, что взмах крыла бабочки в Бразилии приведет к появлению торнадо в Техасе.
Кажущийся парадокс состоит в том, что хаос детерминирован (определен), – порожден определенными правилами, которые сами по себе не включают никаких элементов случайности. Порядок, как и хаос, явления самоорганизующиеся. Таким образом, в хаосе есть порядок, т.е. под кажущимся случайным поведением, хаотичные системы имеют все-таки определенные поведенческие траектории, которые можно предугадать. Это второй вывод из теории хаоса. И действительно, если метеорологи не могут, точно предсказать какая погода будет через неделю, то рассчитать вероятность определенного вида погоды, которая может иметь место, они в состоянии.
Движение от порядка к хаосу и обратно, по всей видимости, является сущностью вселенной, какие бы проявления ее мы не изучали. Даже в человеческом мозгу одновременно присутствует упорядоченное и хаотическое начала. Первое соответствует левому полушарию мозга, а второе – правому. Левое полушарие отвечает за сознательное поведение человека, за выработку линейных правил и стратегий в поведении человека, где четко определяется «если …, то…». В правом же полушарии царит нелинейность и хаотичность. Интуиция является одним из проявлений правого полушария мозга.
Бифуркация
Явление бифуркации типично для большинства процессов, развивающихся во времени. Бифуркация – тоже процесс, протяжённый во времени, но длящийся весьма малый его интервал, в течение которого происходит качественная перестройка свойств системы, и определяющее значение в характере дальнейшего развития имеют случайные факторы. Процессы бифуркации мы наблюдаем и в развитии живого вещества и в общественной жизни. Революционные процессы – типичные процессы бифуркации – ни в одной революции никому не удавалось предсказать характера постреволюционного развития.
На начальном этапе эволюции происходит медленное развитие свойств системы. Этот процесс более или менее предсказуем. В какой–то момент или внешнее воздействие достигает критического значения, или происходит накопление внутренних сил (или то и другое вместе). При этом параметры системы начинают быстро изменятся, ранее стабильное состояние резко снижает уровень стабильности, и возникает возможность разных путей развития. В этой ситуации даже незначительное воздействие может перевести эволюционный процесс на новые рельсы, развитие потом пойдёт по совсем другой линии. Наступит новый “спокойный участок”, который в какой-то момент опять может смениться новым процессом бифуркации.
Усложнение организации Вселенной – закономерность развития систем. Бифуркационный механизм играет важнейшую роль в общей эволюционной схеме. Именно он является источником роста разнообразия различных форм организации материи, а следовательно, и непрерывно возрастающей сложности её организации. Кроме того из-за вероятностного характера бифуркационного процесса, эволюция не может иметь обратного хода, точнее, вероятность обратного хода эволюции стремится к нулю, а это имеет отношение к другому фундаментальному факту – отсутствие обратимости не только эволюции, но и времени. В этом проявляется общая направленность любого эволюционного процесса. Такова общая схема процессов самоорганизации, справедливая как для неживой материи, так для живого вещества и общества.
Особенности формирования порядка и хаоса в организационных системах
Для любой развивающейся системы характерны постоянные изменения или отклонения от среднего значения параметров развития. Эти отклонения обусловлены воздействием многочисленных факторов внешней и внутренней среды. В конечном итоге, после множества изменений саморегулируемая система приходит в устойчивое состояние. В устойчивом состоянии система находится до тех пор, пока не появятся новые флуктуации. Флуктуации – случайные отклонения параметров развития от их среднего значения. Они играют важную роль в эволюционном процессе каждой системы, так как периодически приводят ее к новому хаосу и, таким образом, способствуют ее развитию.
В классической науке теории организации и управления такие отклонения быстро рассасываются, в синергетике же при определенных условиях флуктуации, суммируясь, вырастают до таких масштабов, что могут послужить началом образования новой структуры, нового порядка, то есть – порядок обеспечивается через флуктуации.
С ростом числа флуктуаций система постепенно становится неустойчивой, то есть чувствительной к малым отклонениям. Таким образом, происходит подготовка для дальнейшего развития, система оказывается в возбужденном (критическом) состоянии. Постепенно колебания (флуктуации) экономических параметров усиливаются. Когда значения флуктуирующих параметров превысят критические значения и мощность стабилизирующих систем, наступает момент, когда сколь угодно малое изменение параметров приводит к скачкообразному переходу экономики в качественно иное состояние. Так наступает точка бифуркации. В синергетике точкам бифуркации уделяется особое внимание, так как именно в них начинаются изменения состояний системы.
Точка бифуркации – момент ветвления вариантов возможного экономического развития системы, революционная фаза. Именно это состояние позволяет сыграть «накопленным» флуктуациям роль «спускового крючка», когда система наивысшей степени нестабильности и возникающее возмущение мгновенно приводит ее к скачку, что называется феноменом самоорганизованной критичности. Таким образом, эффект разрастания флуктуаций означает в нелинейном мире, что малые причины могут порождать большие следствия.
Новая концепция теории организации и управления
Следует научиться управлять, не управляя, а лишь малым резонансным воздействием подтолкнуть систему на один из собственных благоприятных для субъекта путей развития, уколоть среду в нужное место и время, научиться обеспечивать самоуправляемое и самоподдерживаемое развитие. Другими словами системам нельзя навязывать пути их развития. Скорее надо понять, как способствовать их собственным тенденциям развития. Обратные действия дают отрицательный результат.
Целью любой деятельности, направленной на совершенствование систем и повышение их эффективности, должно стать тщательное изучение внутренних тенденций развития системы, согласно которым она выйдет на сбалансированный путь развития, то есть на промежуточный этап между хаосом и полным порядком. При этом резкие изменения приводят лишь к худшему результату. Для создания и развития чего-то нового необходимо «конструктивное разрушение» старого, но слишком быстрое, обвальное разрушение не желательно, так как оно будет преобладать, и препятствовать созданию нового.
Следовательно, две противоположности – хаос и порядок – находятся в неустойчивом равновесии, а их сумма есть величина постоянная. В нелинейной открытой системе, находящейся в неустойчивом состоянии, существует спектр различных форм организации, различных путей развития по которым может пойти эволюция. Выбор той или иной формы организации определяется случайностью, то есть в синергетике случайность есть творческое, конструктивное начало, способное вывести систему на аттрактор, на внутреннюю тенденцию ее организации и управления на сравнительно длительный период. Нелинейная среда может сама себя организовать, но нужна случайность как пусковой механизм.
Хаотичность, индивидуальная неповторимость, личностная окраска интересов, корысть, эгоизм и своеволие индивидуумов стимулируют и обеспечивают общественный прогресс. Именно хаотичность и разнонаправленность поведения, связанные с их подвижностью, приводит к прогрессу любую организационную систему.
Схема развития социально-экономических систем
Сначала происходит медленное изменение свойств системы, ее поведение предсказуемо вплоть до случайных флуктуаций, не меняющих характер развития (отрезок АБ). Затем наступает момент, когда наблюдаются сильные внешние или внутренние воздействия, при которых параметры системы начинают быстро изменяться, ранее стабильное состояние теряет устойчивость, что приводит к бифуркации – состоянию системы, когда ее дальнейшие поведение непредсказуемо, причем предсказать время наступления бифуркации также почти невозможно. В этот момент Б (точка бифуркации) и происходит выбор дальнейшего пути развития системы – цели. Эволюционное развитие АБ переходит на совершенно новые рельсы. Определение же данного пути осуществляется под воздействием флуктуаций (фактора случайности). Таким фактором может стать человек, который выведет организацию (общество) на новый путь развития и обеспечит новое системное качество. При этом выбор пути будет сделан, исходя из личных предпочтений, и наложит сильный отпечаток на будущее развитие, например, госпредприятие может быть переведено в ранг акционерного.
В точке бифуркации происходит слом существовавшей структуры организации (например, структурной модели экономики страны) и зарождение новой структуры. Такое сочетание элементов старого и нового качества создает хаос. Но именно он и способствует выводу системы (экономики) на новый виток развития. В точке бифуркации изменяется структура системы (экономики) причем, первый удар принимают на себя связи системы, а также макроэкономические пропорции. В последствии в ходе адаптации к новой структуре, происходит смена механизма функционирования системы (экономики). Причем среди ветвей эволюции системе необходимо избрать один единственный путь развития – аттрактор.
Аттрактор – одна из возможных траекторий нового пути развития системы, отличающаяся относительной устойчивостью и как бы притягивающая к себе все множество траекторий системы с различными начальными состояниями. Эта траектория будущего развития системы определяется ее внутренними свойствами и является наиболее привлекательной и прогрессивной, и потому перспективной.
В действительности же в точке бифуркации система (экономика) может избрать не только прогрессивный, но и регрессивный путь движения, может, как повысить, так и понизить степень сложности и организованности, стать открытой или закрытой системой, или, наконец, может разрушиться.
Заключение
Традиционный линейный взгляд на проблему организации и управления сводился к тому, что чем больше вложишь (энергии, средств, материальных ресурсов, нервов и т.д.), тем больше отдача. Синергетика предлагает другой подход к проблеме организации и управления: в резонансном воздействии важна не величина, не сила управляющего воздействия, а его правильная пространственная и временная организация, «архитектура». Надо воздействовать на среду в нужное место и время, согласовывать воздействия с особенностями построения собственной структуры системы. Необходимо следовать естественному ходу событий, избегая насилия над системой, ее частями и элементами при принятии решения - это принцип синергетики. Надо не строить и перестраивать, а выводить, инициировать социально-экономические системы на собственные механизмы и пути развития. Отсюда следует важный и практический вывод: при выборе путей развития социально-экономических систем необходимо учитывать тенденции динамики разнообразных интересов и устремлений личностей и групп.
Список литературы
1. https://studall.org/all-62591.html
2. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой И. Пригожин, И. Стенгерс
3. Основания синергетики. Человек, конструирующий себя и свое … Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов 5.0