Концепции современных естествознаний Вариант №16

Введение
Появление синергетики в современном естествознании, оче¬видно, инициировано, подготовкой глобального эволюцион¬ного синтеза всех естественно-научных дисциплин. Эту тен¬денцию в немалой степени сдерживала разительная асимметрия процессов деградации и развития в живой и неживой природе. В классической науке (XIX в.) господствовало убеждение, что материи, изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что в энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.е. ха¬ос. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием об¬разцовой физической дисциплины — равновесной термодинамики.
Человек с давних пор интересовался устройством Вселенной. Звезды притягивали к себе наших предков, заставляли смотреть на них с удивлением и трепетом. Физика добилась больших ус¬пехов в изучении макроскопических и микроскопических свойств природы, однако понимание и объяснение свойств Все¬ленной в целом происходило не так уверенно. Извечные вопро¬сы, которые всегда волновали человечество, во многом не разре¬шены до сих пор. Как возникли звезды, планеты, вся Вселен¬ная? Как развивалась эта Вселенная в, прошлом, куда движется в настоящем и что ее ждет в будущем? На некоторые вопросы мы можем ответить сейчас, другие ждут своего ответа. Но каждый шаг вперед ставит также и новые вопросы, раздвигая области не¬ведомого. Сколько вещества во Вселенной? Существуют ли во Вселенной другие виды материи? Неизвестна природа странных объектов, излучающих фантастическое количество энергии из дальнего Космоса. И так далее...

I. Какие три основные идеи составляют основу синергетики. Основное противоречие, которое стремится разрешить синергетика
Синергетики занимается процессами взаимопревращения раз¬личных видов энергии. Ею установлено, что взаимные превра¬щения тепла и работы неравнозначны. Работа может полно¬стью превратиться в тепло трением или другими способами, а вот тепло полностью превратить в работу принципиально не¬возможно. Это означает, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность. Знаменитое второе начало (закон) термодинамики звучит так: «Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к бо¬лее горячему».
Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики) в принципе не запрещает такого перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объеме. Но в реальности такого никогда не происходит. Вот эту-то од¬носторонность, однонаправленность перераспределения энер¬гии в замкнутых системах и подчеркивает второе начало.
Для отражения этого процесса в термодинамику было вве¬дено новое понятие — энтропия. Под энтропией стали пони¬мать меру беспорядка системы. Более точная формулировка вто¬рого начала термодинамики приняла такой вид: «При самопро¬извольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает».
Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состоя¬ние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это — наиболее простое состояние системы, или состояние термоди¬намического равновесия, при котором движение частиц хао¬тично. Максимальная энтропия означает полное термодинами¬ческое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.
Общий итог достаточно печален: необратимая направлен¬ность процессов преобразования энергии в изолированных сис¬темах рано или поздно приведет к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, т.е. в...

Синергетика сформулировала принцип самодвижения в неживой природе, создания более сложных систем из более простых. С синергетикой в физику проник эволюционный подход, и наука приходит к пониманию творения как созда¬ния нового. Синергетика ввела случайность на макроскопи¬ческий уровень, подтвердив тем самым выводы механики для микроскопического уровня. Синергетика подтвердила вывод теории относительности о взаимопревращении ве¬щества и энергии и объясняет образование веществ. Она пытается ответить на вопрос, как образовались все те мак¬росистемы, в которых мы живем.
С точки зрения синергетики энергия как бы застывает в виде кристаллов, превращаясь из кинетической в потенци¬альную. Вещество — это застывшая энергия. Энергия — по¬нятие, характеризующее способность производить работу, и не только механическую, но и работу по созиданию новых структур.
Синергетика отвечает на вопрос, за счет чего происходит эволюция в природе. Везде, где создаются новые структуры, необходим приток энергии и обмен со средой (эволюция, как и жизнь, требует метаболизма). Если в эволюции небес¬ных тел мы видим результат производства, то в синергети¬ке изучается процесс творчества природы. Синергетика подтверждает вывод теории относительности: энергия творит более высокие уровни организации.
Синергетика изменила представление о мире. Физика XX в. сначала изменила отношение к тому, что считать ма¬терией и как она соотносится с пространством и временем, а в конце XX в. по-новому взглянула на процесс развития. Развитие понимается в синергетике как процесс становле¬ния качественно нового, того, что еще не существовало в природе и предсказать которое невозможно.