А Н Н О Т А Ц И Я к учебному пособию «ВОСЕМЬ ЛЕКЦИЙ ПО СИНЕРГЕТИКЕ»

Рубрика : Восемь лекций по синергетике

Автор: Князев А.А.
доцент кафедры Общей физики СГТУ

А Н Н О Т А Ц И Я
к учебному пособию
« ВОСЕМЬ ЛЕКЦИЙ ПО СИНЕРГЕТИКЕ „
(объем издания 80 стр, включая иллюстрации)

После знакомства с законами, управляющими миром неживой природы в курсе физики, правомерно поставить несколько вопросов следующего плана:
1. Почему, зная фундаментальные законы и умея конструировать сложнейшие системы, мы не можем предсказать поведения простейших биологических систем?
2. Почему так поразительно отличаются системы, существующие в природе от тех, что созданы человеком?

Для первых характерна устойчивость относительно внешних воздействий, самообновляемость, возможность к самоусложнению, росту, развитию и согласованность всех составных частей. Для вторых — ухудшение функционирования даже при сравнительно малом изменении внешних воздействий или ошиб-ках в управлении. Предоставленные самим себе, они могут лишь разрушаться в соответствии с принципом возрастания энтропии.

До настоящего понимания этих вещей еще очень далеко и сейчас. На поставленные вопросы трудно ответить сразу ни после изучения физики, ни математики, ни химии ни даже — биологии. В начале 70-х годов возникло новое междисциплинарное направление — синергетика. Одной из главных задач этого направления можно считать задачу познания общих принципов, лежащих в основе процессов самоорганизации, реализующихся в системах самой разной природы: физических, биологических, технических, экологических, социальных.

Предметом изучения является мир предсказуемости и непредсказуемости, образующий тот неповторимый узор событий, который окружает нас и ча-стью которого мы являемся. Иначе, синергетика — перспективное направление, обещающее рождение новой научной системы взглядов (парадигму), синтезирующую достигнутый уровень познания, когда живое и неживое будет рассматриваться как единое целое, с единых позиций, и которая, судя по результатам и объему публикаций, обещает сменить существующую ныне.

В настоящее время элективный курс «Синергетика» читается для студентов специальностей МЕНЕДЖМЕНТ (521500), ЭКОНОМИКА (521600) сразу же после изучения основного курса физики (2-й семестр).
Объем курса: 34 час. (один семестр), из них лекции — 17 час.

Этот же курс был бы полезен и для студентов строительного, машино-строительного, радио- и приборостроительного факультетов.

Представляемое учебное пособие содержит 8 лекций. В нескольких пер-вых лекциях курса достаточно последовательно, но в несколько неожиданном для студентов аспекте, анализируются как уже знакомые системы, так и системы, казалось бы, далекие от изучаемых инженерами и физиками. В число рассматриваемых вопросов входят: модели народонаселения, модель рыболовства, пружинный и математический маятник, математическая теория борьбы за существование, работа сердечной мышцы. Рассматриваются вопросы устойчивости и бифуркации. Показывается, что в узких окнах управляющих параметров некоторые системы, которые обычно представляются совершенно детерминированными, могут скачком входить в режим динамического хаоса — позволяющего системе реализовывать именно то многообразие сценариев, которое характерно для систем живой и социальной природы. Такие системы обрабатывают информацию по алгоритмам, основанным на других принципах, нежели используемых человеком, когда для повышения функционального репертуара механизма необходимо наращивать его аппаратурную сложность. Можно утверждать, что режим динамического хаоса представляет звено, соединяющее полностью детерминированные и принципиально случайные системы. Одно из свойств такого режима — самоподобие при бифуркациях, знакомит студентов с понятием фрактальности и далее рассматриваются примеры фрактальности в природе, перспективы знания свойств и особенностей динамического хаоса для диагностики, моделирования, создания новых способов сжатия информации и т.п.
Часть курса имеет целью познакомить с системами, построенными по прин-ципу слабо связанных между собой простых автономных систем, обеспечи-вающему полной системе способность возникновения самоорганизующихся структур. Рассматриваются примеры возникновения раскраски животных, организации связей в социальных коллективах, модель возникновения научного направления и т.п. Заключительная часть посвящена вопросам симметрии и асимметрии и проблеме понимания времени в современном естествознании.

Использованная литература.

1. А.Б.Рубин, Биофизика. Кн.1. — М.:Высш.шк,1987, 319 с.
2. А.Ю.Лоскутов, А.С.Михайлов, Введение в синергетику 2. 0- М.:Наука. Гл. ред. физ. -мат. лит., 1990. — 272 с.
3. Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент (сб. под ред. А. А. Самарского). — М.:Наука,1988,176 с.
4. А.А.Короновский, Д.И.Трубецков, Нелинейная динамика в действии. Саратов. :изд.ГУНЦ «Колледж», 1995, 130 с.
5. Ф.Мун, Хаотические колебания. — М.:Мир, 1990, 312 с.
6. И.Пригожин, От существующего к возникающему. — М.:Наука. Гл.ред. физ. -мат. лит., 1985. — 327 с.
7. Г.Хакен, Синергетика. Иерархии устойчивости в самоорганизующихся системах и устройст-вах. -М.:Мир,1980, 300 с.
8. Г.А.Голицын, В.М.Петров, Гармония и алгебра живого. -М.: Знание,1990, 128 с.
9. Николис Дж., Динамика иерархических систем. — М. :Мир, 1989. −488 с.
10. С.Фарлоу, Уравнения с частными производными. — М. :Мир, 1985, 384с.
11. Х.Гулд, Я.Тобочник, Компьютерное моделирование в физике Кн1. — М.:Мир, 1990, 345 с.
12. Самоорганизация в науке. Опыт философского осмысления. — М.: изд.“Арго» 1994, 349 с.
13. Соколов И.М., Фракталы. Квант, № 5, 1989г.,с. 6 — 13.
14. Конвекция и самоорганизующиеся структуры. Квант, No 9, 1985г.
15. Михайлов А.С., Волны в сердце. Квант, № 9, 1987г.,с. 9 — 14.
16. Модель Лоттки-Вольтерра. Квант, No 3-4, 1995г.
17. Как надо преподавать математику (беседа с В.Арнольдом), Квант, № 1-2, 1995г.
18. В.Эбелинг, Структурообразование в неравновесных системах. — М.:Мир, 1979
19. Ю.Л.Климонтович, Без формул о синергетике. — Минск. : Вышейша школа, 1986
20. С.П.Курдюмов и др., Синергетика — новые направления. — М.: Знание,1989
21. А.С.Щербаков, Самоорганизация материи в живой и неживой природе. Философские ас-пекты синергетики. — М.:Изд.МГУ,1970
22. Д.С.Чернявский, Синергетика и информация. — М.:Знание,1990
23. Эри Л. и др. Хаос и фракталы в физиологии человека. — В мире науки, 4, 1990 с. 25 — 33.
24. Юргенс Х. и др., Язык фракталов. — В мире науки, 10, 1990 с. 36 — 45.
25. Уинфри А.Т., Внезапная сердечная смерть: топологический аспект проблемы. — В мире нау-ки, 7, 1983 с. 82 — 95.
26. Сандер Л.М., Фрактальный рост. — В мире науки, 3, 1987 с. 62 — 69.
27. Марри Д.Д., Отчего у леопарда пятна на шкуре. — В мире науки, 5, 1985 с. 46 — 54.
28. Смирнов Б.М., Физика фрактальных кластеров. — М. : Наука, Гл. ред. физ. — мат. лит., 1991. — 136 с.
29. Белинцев Б.Н., Физические основы биологического формообразования. — М.:Наука. Гл. ред. физ. -мат. лит., 1991. — 256 с.


Хотите получать материалы на e-mail?