Синерге́тика (от — приставка со значением совместности и «деятельность») — междисциплинарное направление науки, объясняющее образование и самоорганизацию моделей и структур в открытых системах, далеких от термодинамического равновесияH. Haken. Synergetik. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1982, ISBN 3-8017-1686-4.
Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния. В обозначенных системах неприменимы ни второе начало термодинамики, ни теорема Пригожина о минимуме скорости производства энтропии, что может привести к образованию новых структур и систем, в том числе и более сложных, чем исходные. В отдельных случаях образование новых структур имеет регулярный, волновой характер, и тогда они называются автоволновыми процессами (по аналогии с автоколебаниями).
Существует также расширенное толкование понятия «синергетика», в котором делаются попытки распространить её область определения на любые системы, в том числе биологические, экологические, социальные и т. д. При таком подходе синергетику позиционируют как «глобальный эволюционизм» или «универсальную теорию эволюции», дающую единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций. Расширенное толкование применимости методов синергетики также подвергается критикеБолдачев А. В. Новации. Суждения в русле эволюционной парадигмы Спб.:Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2007. — 256 с. ISBN 978-5-288-04227-0 (см. также )
История Автором термина синергетика является Герман Хакен — немецкий физик-теоретик. Хотя задолго до него Ч. Шеррингтон называл синергетическим, или интегративным, согласованное воздействие нервной системы (спинного мозга) при управлении мышечными движениями.
Убедившись на практике исследований сложных систем в ограниченности по отдельности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, И. Забуский в 1967 году пришёл к выводу о необходимости единого «синергетического» подхода, понимая под этим «…совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений»Забуский И. Nonlinear partial differential equations — N. Y.: Acad. press, 1967, c. 223. Определение термина «синергетика», близкое к современному пониманию, ввёл Герман Хакен в 1977 году в своей книге «Синергетика»Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980.
Изначально слово «синергетика» было предложено и разъяснено в своей этимологии в 1927 году американским изобретателем и философом Р. Б. Фуллером в рамках его ревизии некоторых аспектов классической механики и связанных с ними геометрических структур, будучи распространено на широкий круг природных явлений в панвиталистическом духе. Однако наиболее полное раскрытие этого понятия дано в его двухтомном трактате, впервые вышедшем в 1975 году: SYNERGETICS Explorations in the Geometry of Thinking by R. Buckminster Fuller in collaboration with E. J. Applewhite First Published by Macmillan Publishing Co. Inc. 1975, 1979. С точки зрения «нормальной науки» в смысле Т. Куна, синергетика Р. Б. Фуллера, действительно, предлагает новую парадигму, а именно — новое прочтение целого ряда механико-математических концепций, известных со времен Евклида, Р. Декарта, Л. Эйлера и других ученых. Его взгляды на природную геометрию и последовательную самоорганизацию природных сил (его тезис «energy has shape» и другие), а также универсализм представлений о мире вдохновили целое поколение молодых исследователей 1960—1970-х годов и нашли отклик в физике, биофизике, кибернетике и ряде других отраслей, в которых его идеи обосновались столь прочно, что со временем стали восприниматься как часть аутентичного языка этих наук. На сегодняшний день Фуллер является признанным в международном научном сообществе авторитетом в сфере точных наук, инженерии и дизайна, а его изобретения нашли широкое применение среди технологий гражданского и военного назначения.
Предмет, методы и школы синергетики Область исследований синергетики чётко не определена и вряд ли может быть ограничена, так как её интересы распространяются на все отрасли естествознания. Общим признаком является рассмотрение динамики любых необратимых процессов и возникновения принципиальных новаций. Математический аппарат синергетики скомбинирован из разных отраслей теоретической физики: нелинейной неравновесной термодинамики, теории катастроф, теории групп, тензорного анализа, дифференциальной топологии, неравновесной статистической физики. Существуют несколько школ, в рамках которых развивается синергетический подход:
Школа нелинейной оптики, квантовой механики и статистической физики Германа Хакена, с 1960 года профессора Института теоретической физики в Штутгарте. В 1973 году он объединил большую группу учёных вокруг шпрингеровской серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет 69 томов с широким спектром теоретических, прикладных и научно-популярных работ, основанных на методологии синергетики: от физики твёрдого тела и лазерной техники и до биофизики и проблем искусственного интеллекта. Физико-химическая и математико-физическая Брюссельская школа Ильи Пригожина, в русле которой формулировались первые теоремы (1947 г.), разрабатывалась математическая теория поведения диссипативных структур (термин Пригожина), раскрывались исторические предпосылки и провозглашались мировоззренческие основания теории самоорганизации, как парадигмы универсального эволюционизма. Эта школа, основные представители которой работают теперь в США, не пользуется термином «синергетика», а предпочитает называть разработанную ими методологию «теорией диссипативных структур» или просто «неравновесной термодинамикой», подчёркивая преемственность своей школы пионерским работам Ларса Онсагера в области необратимых химических реакций (1931 г.).
По мнению сторонников синергетики, источником развития является случайность, необратимость и неустойчивость. Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем. Такие флуктуации обычно нейтрализуются во всех равновесных системах за счёт отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкого к равновесию состояния системы. Но в более сложных открытых системах, благодаря притоку энергии извне и усилению неравновесности, отклонения со временем возрастают, накапливаются, вызывают эффект коллективного поведения элементов и подсистем и, в конце концов, приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и через относительно кратковременное хаотическое состояние системы приводят либо к разрушению прежней структуры, либо к возникновению нового порядка. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то появление любых новаций в мире обусловлено действием суммы случайных факторов. Об этом говорили античные философы Эпикур (341—270 до н. э.) и Лукреций Кар (99—45 до н. э.)
Ещё одна причина развития — «притяжение». При изучении процессов самоорганизации было зафиксировано то обстоятельство, что среди возможных ветвей эволюции системы далеко не все являются вероятными, «что природа не индифферентна, что у неё есть „влечения“ по отношению к некоторым состояниям», — в связи с этим синергетика называет конечные состояния этих систем «аттракторами» (лат. attractio — притяжение). Аттрактор определяется как состояние, к которому тяготеет система.
«Результаты синергетики как бы возвращают нас к идеям древних о потенциальном и непроявленном. В частности, они близки к представлениям Платона о неких первообразцах и совершенных формах в мире идей, уподобиться которым стремятся вещи видимого, всегда несовершенного мира. Или же к представлениям Аристотеля об энтелехии, о некой внутренней энергии, заложенной в материи, вынуждающей её к обретению определенной формы».
В России Концептуальный вклад в развитие синергетики внёс академик Н. Н. Моисеев — идеи универсального эволюционизма и коэволюции человека и природы.
Математический аппарат теории катастроф, пригодный для описания многих процессов самоорганизации, разработан российским математиком В. И. Арнольдом и французским математиком Рене Томом.
В рамках школы академика А. А. Самарского и члена-корреспондента РАН С. П. Курдюмова разработана теория самоорганизации на базе математических моделей и вычислительного эксперимента (включая теорию развития в режиме с обострением).
Синергетический подход в биофизике развивается в трудах членов-корреспондентов РАН М. В. Волькенштейна и Д. С. Чернавского.
Синергетический подход в теоретической истории (историческая математика) с подразделами клиодинамика и клиометрика, развивается в работах Д. С. Чернавского, Г. Г. Малинецкого, Л. И. Бородкина, С. П. Капицы, А. В. Коротаева, С. Ю. Малкова, П. В. Турчина, А. П. Назаретяна и др.См., например: История и синергетика. Методология исследования . М.: Издательство ЛКИ/URSS, 2009, 2-е изд.
Приложения синергетики распределились между различными направлениями: теория динамического хаоса исследует сверхсложную, скрытую упорядоченность поведения наблюдаемой системы; напр. явление турбулентности; теория фракталов занимается изучением сложных самоподобных структур, часто возникающих в результате самоорганизации. Сам процесс самоорганизации также может быть фрактальным; теория катастроф исследует поведение самоорганизующихся систем в терминах бифуркация, аттрактор, неустойчивость; лингвистическая синергетика и прогностика (труды профессора Р. Г. ПиотровскогоПиотровский Р. Г. Синергетика текста. Минск: МГЛУ, 2005.Пиотровский Р. Г. Лингвистическая синергетика: исходные положения, первые результаты, перспективы. СПб.: Филологический факультет СПбГУ, 2006. и его учеников и последователейБеляева Л. Н. Синергетика текста и проблемы перевода // Актуальные проблемы теоретической и прикладной лингвистики и оптимизация преподавания иностранных языков. Материалы II международной научной конференции. — Тольятти: ТГУ, 2010, c. 20-26.Беляева Л. Н., Бородина О. А. Синергетика текста и адекватность перевода терминологии // материалы конференции «Синергетическая лингвистика vs. Лингвистическая синергетика». — Пермь: ПГТУ, 2010.Камшилова О. Н. Глобальный английский: к формированию синергетической гипотезы // V Международная научная конференция «Прикладная лингвистика в науке и образовании» СПб, Лема, 2010, сс.152-157 (0,25 п.л.) — Кафедра образовательных технологий в филологии РГПУ им. А. И. Герцена. Наши публикации — 2010. https://sites.google.com/site/kotphil52/nasi-publikacii/-2010 .Синергетическая лингвистика vs лингвистическая синергетика: материалы международной научно-практической конференции (г. Пермь, 8-10 апр. 2010 г.) https://books.google.ru/books/about/Синергетическая_линг.html ); семантическая синергетика; психосинергетика (синергетические процессы в психологии)
Синергетический подход в естествознании
Основные принципы