Роль нелинейной динамики и синергетики в развитии современных стратегий научного поиска

В 70-е гг. XX в. начала активно развиваться теория сложных самоорганизующихся систем. Результаты исследований в области нелинейного математического моделирования сложных открытых систем привели к рождению нового мощного научного направления в современном естествознании - синергетики. Синергетика ориентирована на исследование принципов построения организации, ее возникновения, развития и самоусложнения.

Синергетика открывает для точного, количественного, математического исследования такие стороны мира, как его нестабильность, многообразие путей изменения и развития, раскрывает условия существования и устойчивого развития сложных структур, позволяет моделировать катастрофические ситуации и т.п.

ПРЕДМЕТОМ СИНЕРГЕТИКИ ЯВЛЯЮТСЯ СЛОЖНЫЕ САМООРГАНИЗУЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ.

Главная идея синергетики - это идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Решающим фактором самоорганизации является образование петли положительной обратной связи системы и среды. При этом система начинает самоорганизовываться и противостоит тенденции ее разрушения средой.

Нелинейная динамика и синергетика для характеристики исторически развивающихся систем вводит такие понятия как принципы самодостаточности, саморегуляции, самовоспроизведения, саморазвития, спирали и самонормировки.

Самодостаточность является практически синонимом понятия целостности системы и определяет нижнюю минимальную границу целостности. Самодостаточные системы обладают свойствами независимости исполнения своих внутренних функций от внешних воздействий, за исключением одной или нескольких «избранных» системой для этой цели ее оболочек, являющихся ответственными за такое взаимодействие.

Саморегуляция – это процессы, которые связаны с внутренними преобразованиями структуры (и функции), не выходящими за пределы ее границ. Эти процессы реализуются элементами структуры и направлены на сохранение работоспособности системы.

Принцип саморазвития, определяет многообразие окружающей нас действительности. Без этого принципа мир содержал бы множество не отличимых друг от друга объектов (систем), в которых каждая последующая оболочка строится по одним и тем же правилам, общим для всех живых и не живых организмов, строго по своему образу и подобию, т. е. в соответствии с принципом самовоспроизведения. Но, дублируя вначале полностью текущую оболочку (самовоспроизведение), система на следующем шаге (уровне иерархии) строит новую, уникальную оболочку, которую не имела ранее (саморазвитие). Строительство этой уникальной оболочки осуществляется в соответствии с закономерностью о замкнутости систем (эволюционная интеграция) и закономерностью о двойственности, которая на каждом уровне иерархии системы, в соответствии с «генами», содержащимися в базисном элементе, строит в соответствии с закономи сохраннеия симметрии преобразования собственных подпространств «производящую функцию», которая используется затем в процессе самовоспроизведения системы. Эволюция системы завершается тогда, когда все возможности создания «единичных» систем с более высоким уровнем иерархии, в силу закономерности о структурной и функциональной ограниченности, будут исчерпаны. В этом предельном случае вступает в силу принцип спирали (инволюционная дифференциация). Природа возвращается на круги своя, начиная эволюцию сначала. Так формируются единые циклы кругооборота материи в природе, так реализуются принципы ее саморазвития.

Принцип самонормирования используется природой на заключительном этапе эволюции системы. В результате такого самонормирования сложная система становится "единичной". Ее внутренняя структура становится с точки зрения внешнего наблюдателя неразличимой.