Те же процессы, только в информационных процессах изучает кибернетика.
Синергетика сформировалась во второй половине XX века.
Условия необходимые для протекания самоорганизации:
1. система должна быть открытой, сложной;
2. необходимо передать системе направленную и достаточную энергию.
В биологических системах самоорганизация – это эволюция.
В социальных системах – то эволюция общества (переход к гражданско-правовому обществу), коллектива, группы, рост личности.
В физико-химических системах: лазер, синтезирование веществ, турбулентное течение.
В результате самоорганизации получаются диссипативные структуры (термин Г. Хакена), упорядоченные состояния.
Самоорганизация системы – упорядочение. К самоорганизации могут прийти только те системы, которые находятся в неравновесном состоянии, которые описываются нелинейными уравнениями термодинамики.
Точка бифуркации – точка, в которой находится система, которая может выбрать для себя альтернативный путь развития (точка крайне неравновесного состояния системы). Переход из этой точки в качественно новое состояние происходит скачкообразно при достижении достаточных условий самоорганизации.
Тема 10. Симметрия в природе
Симметрия – свойство материи, характеризующее пропорциональность составляющих систему частей.
Области применения симметрии:
1. в математике – уравнения, тождества, графики;
2. в физике – строение атома, ядра, связь законов сохранения;
3. в химии – химические реакции, уравнения.
4. в астрономии – планеты, траектория.
5. в биологии – форма цветов, человек, белковые структуры (ось симметрии 5 –го порядка)
6. в кристаллографии, материаловедении. Все кристаллы и металлы имеют кристаллическую решетку в виде кубика или гексагональной призмы,
7. в искусстве – гармония, красота.
Симметрия бывает:
1. Зеркальная, здесь можно отметить определенное свойство некоторых частиц не совпадать с отражением в зеркале (хиральность).
2. Трансляционная.
3. Поворотная.
Элементы симметрии
1. Центр (С) – точка, через которую можно провести прямую, делящую фигуру или тело на две равные части. (шар, круг, квадрат, равносторонний треугольник имеют центр симметрии).
2. Плоскость – делит фигуру на 2 равные части: у человека одна плоскость симметрии, у круга бесконечно много, у квадрата 4 плоскости симметрии.
3. Ось симметрии – прямая, проходящая через центр симметрии, при повороте вокруг которой на 360˚, фигура или тело совпадает само собой n раз, где n – порядок оси.
Живая природа по внутреннему строению состоит из белков, а белки имеют ось симметрии 5 – го порядка.
Неживая природа – металлы, кристаллы имеют структурные элементы в виде кубиков, гексагональных призм или тетраэдров.
Пространство кристаллов такими элементами выкладывается без пустот. Пятиугольниками без пустот пространство в биологической системе не построишь. Этот свободный объем дает биологической материи пластичность и адаптацию к изменениям в окружающей среде.
У кристаллов и металлов пластичность – низкая, твердость и прочность – высокие, потому что у них нет в структуре столько свободного объема.
Пространственная форма принципа симметрии Кюри: «Набор элементов симметрии системы сохраняется в каждом элементе системы».
Пример: биологическая система (ее элементы – это клетки) повторяет один и тот же набор генов в каждой клетке системы.
Временная форма принципа симметрии: «Набор элементов симметрии причины сохраняется в следствии».
Пример: причина – родители, следствие – дети.
Тема 11. Нефундаментальные принципы
Принцип неопределенности Гейзенберга: «Если точно определяется импульс, то другую взаимозависимую характеристику (координату) точно определить невозможно и наоборот».
Принцип дополнительности Н. Бора – это продолжение принципа неопределенности Гейзенберга для разных взаимозависимых величин (кинетическая и потенциальная энергии; время измерения энергии и величина энергии). Кроме первого (гейзенберговского – о невозможности измерить точно в одном эксперименте сразу две взаимозависимые величины) есть второй смысл принципа: «Не бывает невозмущающих измерений». Например,если долго измерять энергию, то измерение будет неточным.
Принцип Ле-Шателье (для неживой природы): «Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается воздействие извне, то равновесие смещается в сторону, противоположную внешнему воздействию».
Принцип гомеостаза (для живой природы): «При внешнем воздействии на неравновесную систему, в ней начинаются процессы, направленные на его погашение». Пример: человек и вирус гриппа – температура 36, 6 ˚С растет до 38…40 ˚С для того, чтобы уничтожить вирус гриппа, которому некомфортно существовать при этой температуре.
Принцип железного (механического) детерминизма (П. Лаплас): «Если процессы имеют одну и ту же причину, протекают при одних и тех же условиях, то они будут иметь одинаковое следствие». (Скрытый смысл: «если знать координаты и импульсы всех точек Вселенной в настоящем времени, то можно предсказать ее прошлое или будущее». Это в современном естествознании считается невозможным вследствие постоянного изменения Вселенной). Сейчас действует вероятностный детерминизм: установление причинно-следственных связей с определенной вероятностью.
Принцип соответствия: «Новая теория содержит в себе старую теорию как предельный случай».
Релятивистская механика переходит в классическую механику при условии приближения больших скоростей к обычным, намного меньших скорости света.
Общая теория относительности переходит в специальную теорию относительности А. Эйнштейна при условии пренебрежения гравитационными полями.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.