Синергетиканың философиялық мәселелері

Қолданылған әдебиеттер:

1. Богданов А.А. Тектология. Всеобщая организационная науки. Кн. 1-2. М., 1988.

2. Современная западная философия. Словарь. М., 1991.

3. Буш Г.Я. Диалектика и творчество. Рига, 1985.

4. Тулмин С. Человеческое понимание. М., 1984.

5. Кун Т. Структура научных революций. М., 1978.

6. Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М., 1995.

7. Фейерабенд П. Избранные труды по методологии науки. М., 1986.

8. Холтон Дж. Тематический анализ науки. М., 1981.

Дәстүр – ұрпақтан ұрпаққа жалғас алатын әлеуметтік пен мәдени мұраның элементтері. Ғылымда дәстүр дегеніміз, ғылыми танымда жалпы қабылданған білімдер, нормалар мен идеалдар жүйесі. Нақты түрде ол ғалымдар арасында бір теорияның адекваттік түрі бойнша қабылдау келісімі, конвенциясы.

Жаңашылдық – материалдық пен рухани сфералардағы жаңалықтар.

Ғылыми революция – ғылыми білімнің динамикасында ғылымның негізімен бағытталған, зерттеу стратегиясын өзгерту кезеңдерінде күрделі роль атқарады. Сол кезеңдерді ғылыми революция деп атайды. Адамзат өзінің дамуында бір-неше ғылым мен техниканың революциясынан өтті: өнеркәсіптік, электротехникалық, электрондық, бағдарлама және «жасыл» революциясы.

«Революция» деген ұғымның өзі білімнің әлемінде сапалық тұрғыдан радикалдық өзгерісті, ғылымның негізінің жаңа құрылымын белгілейді. Келесі негіздер бойынша ғылыми революцияның төрт типтерін шығарады: 1. жаңа фундаменталды теориялық концепциялардың шығуы; 2. жаңа әдістерді жетілдіру; 3. жаңа зерттеу объектілерді ашу; 4. жаңа методологиялық бағдарламаларды қалыптастыру.

Ғылымның жүйелік сипаттауының өзгеруі деген, ғылыми-зерттеу қызметінің стратегиясы мен оның калыптасу қаруы деген ғылыми революциялар ғылым дамуында бифуркация нүктелері деп саналады. Олар ғылымның бірсызықты еместігін, даму үздіксіз бірлік негіздері арқылы мүмкін еместігін, ғылымда үздік пен үздіксіздіктің бір-бірін толтыруы мен дискреттік пен континуалдықтары айқын. Ғылыми революциялар көпдеңгейлі процесс. Сол себепте ғылыми революцияның үш типі бар: 1. «мини-революциялар», мазмұндық тұрғыдан ерекше ғылымның блоктарына қатысты /мысалы, микрофизика шеңберінде кварктер туралы бейнелер/; 2. нақты ғылымды меңгеретін локалды революциялар; 3. бүкіл ғылымдарға қатысты, жаңа көзқарасқа әкелетін глобалды ғылыми революциялар.

Ғылым тарихында келесі революциялар айқын:

1. 17 ғ. классикалық табиғаттануды жаратқан ғылыми революция;

2. табиғаттануда сол себеппен негізделген 18 ғ. аяғында - 19 ғ. бірінші жартысында пайда болған өзгерістер - ғылымның пәндік құрылымы - екінші глобалды революция деп аталады;

3. үшінші глобалды революция 19 ғ. екінші жартысында - 20 ғ. ортасына дейін классикалық емес табиғаттанудың пайда болуымен басталады; революциялық өзгерістер әр ғылыми салада кездеседі: физикада /атомның бөлінуі, релятивтистік пен кванттық теорияның қалыптасуы/, космологияда /ғарыш туралы стационарлы емес концепция/, химияда /кванттық химия/, биологияда /генетиканың қалыптасуы/, кибернетика мен жүйе теориясы ғылымның қазіргі бейнесін өзгертті.

4. Ал, қазіргі кезде біз ғылымдағы жаңалықтарды төртінші глобалдық революциямен теңдейміз, себебі, постнеклассикалық ғылым қалыптасып жатыр.

Синергизм [ грек. synergeia - бірлесіп жасалған іс] – медицина түсінігі бойынша, ол бір әлде бір-неше дәрілердің организімге әсер еткен реакциясы, яғни, дәрілердің бірлесіп жасаған әсері нақты дәрінің әсерінен үстемді синергия сияқты.

Синергетика «бірлесіп жасаған істін энергиясы» (грек. «син» — «бірге», «бірлесіп» және «эргос» — «іс») — Штутгарт университетінің профессорымен Герман Хакенмен қалаған пәнаралық бағыт, бұл бағыт әр-түрлі табиғаты бар бөлшектерден тұратың жүйелерді зерттейді /электрон, атом, молекула, клетка, нейрон, механикалық элементтер, хайуан мен адам мүшелері, көліктер т.б./ және макроскопиялық көлемінде олардың байланысы қандай кеңістік, уақыт әлде кеңістік-уақыттық құрылыстардың пайда болуын шығарады. Синергетика жаңа жалпылау ғылымның бірі, күрделі жүйелердің негізгі заңдарың зерттейді. Оның аймағына кіретін келесі: сызықты емес динамика, хаос, фракталдар, қопарылыстар, бифуркациялар, толқындар, солитондар т.б. Қазіргі уақытта синергетиканың танымалы себебі – бүкіл ғылыми саланың өкілдері оның тілінде пәнаралық коммуникацияға кіреді.

Синергетика – қазіргі өзіндік құрастыру теориясы, эволюция процесіне негізгі сипаттама беретін, өзіндік құрастыру феноменің зерттейтін, сызықтылық еместі, теңөлшемсіздікті, глобалдық эволюцияны, «хаостан реттілік құрастыру» процесстерді /И. Пригожин/ зерттеу жүргізетін, бифуркациялық өзгерістер, уақыттың қайталанбауын, тұрақсыздықты қарастыратын жаңа дүниегекөзқарас. Синергетиканың мәселе полесі «қиындық» деп аталатын ұғымның айналасында жатыр, табиғатқа негізделіп оның құрылымы мен эволюциясына назар аударады. «Қиындық» деген теңдіктен алшақ бифуркациялық өтудін жағымды сызықтық емес жағдай, бифуркация нүктесіне жоғары симметрияның бұзылуында пайда болады және де корреляцияның макроскопиялық масштабын қалыптасуы мен қолдауы. Синергетикаға қатысты негізгі шығармалар: И. Пригожин «Переоткрытие времени», «Философия нестабильности», «От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках»; И. Пригожин, И. Стенгерс «Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой», Г. Николис, И. Пригожин «Познание сложного. Введение»; А. Баблоянц «Молекулы, динамика и жизнь. Введение в самоорганизацию материи»; Г. Хакен «Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах» және Еркін Брюссель Университетінің қызметкерлерінің зерттеу шығармалары.

Диссипативтік жүйе әлде диссипативтік құрылым — термодинамикалық теңдік өлшемнен алшақ тұратын ашық жүйе. Басқаша, тұрақты жағдай, теңсіздік ортада сырттай энергияның диссипация /жайылу/ кезінде пайда болады. Диссипативтік жүйені кейбір кезде ашық стационарлық жүйе әлде теңсіздік ашық жүйе деп атайды. Диссипативтік жүйеге спонтанды қиын, хаотикалық құрылымдар тәрізді. Оларға фазалық кеңістікте мөлшерді сақтау мүмкін емес, яғни Лиувилл теоремасын сақтауға қарсы себептердің үстемділігі айқын.

Ең қарапайым мысалы – Бенар ұйымы. Ал, қиын мысалдарына лазерлер, Белоусов-Жибутискийдің реакциясы, және биологиялық өмірдің өзі жатады.

«Диссипативтік жүйе» атты терминді Илья Пригожин ұсынған.

Термодинамикалық теңдік — жекеленген термодинамикалық жүйенің жағдайы, сол жағдайда әр химиялық, диффузиялық, ядерлік т.б. процестердің әр нүктесінде тіке реакцияның жылдамдығы керісіншесінің жылдамдығына тең.

Термодинамикалық теңдіктерді физикалық процестердің типтеріне қарай келесі түрлерге бөлеміз: термиялық, механикалық, химиялық.

Термодинамиканың нөлдік бастамасына қарай термодинамикалық теңдікке сыртқы әсерден жекеленген термодинамикалық жүйе тырысады.

Практикада жекеленген шарты бойынша, жүйенің ішінде аумастыру процесі жылдам өтеді деген жағдай.

Реалдық процестерде толықсыз теңдік белгілі, бірақ олар мәнді және мәнсіз болуы мүмкін. Сонымен үш түрі мүмкін:

1. локалды теңдік - үлкен жүйенің бөлшектерінде теңдік болады;

2. жартылай теңдік - жүйеде өтіп жатқан релаксциондық процестердің жылдамдығы әр-түрлі болғансон жеткіліксіз теңдік пайда болады;

3. қосымша – локалдық және жартылай теңдік мүмкін.

Термодинамикалық энтропия S – энтропия деп аталады, химия мен термодинамикада термодинамикалық жүйенің жағдайының функциясы; оның болуы термодинамиканың екінші бастамасымен бекітіледі.

Энтропияның термодинамикалық анықтамасы – энтропия ұғымын 1865 ж. Рудольф Клазиус еңгізген; термодинамикалық жүйенің энторопиясының өзгерісін ол қайталанатың процесте жылудың жалпы көлемдік өзгерісінің ΔQ абсолюттік температураға T қатынасы деп түсіндірген:

Рудольф Клаузиус S -ті «энтропия» деп атаған, грек сөзі τρoπή - «өзгеру» (айналу, өзгеріс) мағына береді. Осы теңдік тек энтропия өзгерісіне қатысты, ал энтропияның өзін анықтамайды.

Термодинамиканың екінші бастамасы – заттар арасында жылу беру процесінің жолына кедергі жасайтың физикалық принцип. Термодинамиканың екінші бастамасы мәнгі қозғалтқыштың жоқтығын бекітіп, жүйенің ішкі энергиясын пайдалы іске айналдыруға мүмкін емес дейді. Оны термодинамиканың шеңберінде дәлелсіз қабылданатын постулат деп есептейді. Ол көп тәжірибелік фактілер мен эксперименттер арқылы қалыптасқан. Оның бір-неше эквиваленттік анықтамалары бар:

Клаузиус постулаты: «Жалғыз нәтижесі бар тек мұздай заттан ыстық затқа жылу беру деген процесс мүмкін емес / Клаузиус атымен аталған процесс/.

Томсон постулаты: «Нәтижесі жылы резервуардың суытуының өндіріс жұмысы деген айналмалы процесс мүмкін емес /Томсон процесі деп аталады/.

Энтропиямен негізделген: «Жекеленген жүйенің энтропиясы азаймайды /энтропияның азаймау заңы/. Бұл анықтама бойынша энторпияны жүйенің жағдайының қызметі деп қабылдаудан шыққан.

Диссипация (лат. dissipatio) - жайылу. Диссипацияның түрлері: газдар диссипациясы /планеталар арасында Жер планетаның газдарының жайылуы/; энергия диссипациясы /реттелген энергияны реттелмеген процестердің энергиясына айналу, мысалы, жылуға – кинетикалық, электр ток т.б./; планета атмосфераларының диссипациясы /планета атмосферасындағы газдар ғарыш кеңістігіне жайылады/.

Илья Романович Пригожин (Ilya Prigogine; 25 қантар 1917, Москва, Ресей патшалығы - 28 мамыр 2003 Остин, Техас) – бельгиялық және американдық физик, химик, химиядан Нобель лауреаты /1977/. 1967 ж. Остин қ. Қиын кванттік жүйелерді зерттейтін орталық ашты (Center for Complex Quantum Systems).

Шығармалары теңсіздік термодинамика мен статистикалық механикадағы қайталанбайтың процестерге арналған. Оның зерттеулерінің ең жетілген нәтижесі – теңсіздік термодинамикалық жүйелер бір ерекше жағдайда кеңістіктен салмақ пен энергияны қабылдауда өзінің диссипативтік құрылымын сапалық тұрғыдан өзгертеді деген тұжырым. Оның себептері статистиканың классикалық заңдарымен негізделмеген. Ол жүйелер келешекте соның атымен аталған. Олардың есебі 1947 ж. шыққан шығармалары арқылы шешілген. Сонымен қатар теңсіздік процестердің термодинамикасының теоремасын дәлелдеп берген, ол ашық жүйедегі энтропияны өндіру минимумы деп аталады. 1982 ж. СҮ Ғылым академиясының шетел мүшесі болып тағайындалған.

Катастрофа теориясы – қолданбалы математиканың бөлігі, бифуркация теориясының бұтағы, динамикалық жүйелерді зерттеу құралы, геометрияда сингуларлық жалпы теорияның ерекше бөлігі. Осы теорияның негізін қалаған американдық тополог Хасслер Уитни /1955/, ал 1958 ж. француз математигі Рене Том. Олардың теориялары Кристофер Зиманның шығармалары арқылы танылды.

Фрактал (лат. fractus - жарма, ұнтақталған) - өзіне ұқсайтын қасиеті бар, яғни, әр бөлігі өзінің толық фигурасына ұқсас геометирялық фигураны мазмұндайды. Кең мағынада фрактал деп евклид кеңістігіндегі ұнтақталған метрлік бір қалыптық /мысалы, Минковскийдікі әлде Хаусдерфтікі/ әлде қатал топологикалықтан кең метрлік бір қалыптық көп түрлі нүктелерді айтады.

Бифуркация /лат. bifurcus — «екіге бөлінген»/, кең мағынасында объектілердің әр-түрлі сапалық тұрғыдан құрылым өзгерістері мен метаморфозалардын параметрларының өзгеруін мазмұндайды.

· Өзен бифуркациясы - өзенің арнасы мен аңгары екі бұтаққа бөлінуі.

· Медицинадағы бифуркация – құбырлы мүшенің /түтікше әлде кеңірдек/ екі ұқсас бұрыш бойынша екі бұтаққа бөлінуді айтады.

· Механикалық бифуркация – динамикалық жүйенің қозғалысында параметрларының кішкентай өзгерісіне қарамай жаңа сапаға өтуді айтады.

· Білім бифуркациясы – жоғары оқу орында жоғары сыныпты екі бөлімге бөлуді айтады.

· Уақыт-кеңістік бифуркациясы – ғылыми фантастикада уақытты әр қайсысында параллельдік /қатарлас/ түрде сол жағдайлар болып жатқан /қайталанатын/ бір-неше ағымға бөлу. Қатарлас уақыт пен кеңістікте геройлардың өмірі өзгеше болу мүмкін.

· Бифуркация нүктесі – жүйенің түрақты жұмыс уақытының ауысуы. Синергетика мен теңсізөлшем термодинамикадан алынған термин.

· Аттрактор (ағыл. attract – қатыстыру, тарту) деп – динамикалық жүйенің фазалық кеңістігінде жүйенің траекториясы ұмтылған көп нүктелерді атайды. Траектория аттракторға қарай жақын өтсе, келесіде сол аймақтан шықпай оған жақындай береді, яғни, аттракторда тартылу эффекті байқалады /аттракторлардың бәріне тәрізді емес/. Нүкте аттрактордың ең қарапайым түрі. Аттрактор болып қисық және тегіс көптүрлердін астары болуы мүмкін; сонымен қатар фракталды көптер. Соңғысы оғаш /әпенді/ аттрактор деп аталады және олар динамикалық жүйелердің теориясында зерттеледі.

Аттракторлар тұрақты және тұрақсыз деп бөлінеді.

Тұрақты деп:

· өзгеше /асимптотикалық тұрақты/ нүктелер;

· тұрақты /орбиталды асимптотикалық/ шекті циклдер /айналма/;

· тұрақты инвариантты торлар.

Хаос теориясы – сызықты емес динамикалық жүйелердің жағдайын сипаттайтын математикалық аппарат. Жүйе бастаушы шартқа сезімтал болса хаосқа ұрынады. Салдары ретінде жүйенің мінезқұлығын детерминистік сипаттау моделіне қарамай оның мінезқұлығы кездейсоқтыққа ұқсас. Мысалы, атмосфера, турбуленттік ағымдар, коммуникативті қоғам, биологиялық популяциялар т.б.

Хаос теориясы бойынша, қиын жүйелер алғашқы шарттарға тәуелді және қоршаған ортадағы кішкентай өзгерістер күтпеген салдарға әкелу мүмкін.

Хаотикалық мінезқұлығына ие математикалық жүйелер детерминацияға бағынады, сол себепте реттелген деп саналады.

Осы теорияның пионерлары: француз физигі, математик Анри Пуанкаре; совет үкіметінің математиктары А.Н. Колмогоров, В.И. Арнольц, Мозер /басқаша Колмогоров, Арнольд, Мозер – КАМ/ хаос теориясын құрастырған.

Эвристика (грек ευρίσκω «іздеймін», «ашамын») – жаңа концептерді, идеялар мен объектлердін арасындағы байланысты ашу үшін әдістерді қолдану, қосымша оқыту процестердің тәсілдері туралы шығармашылық іс-әрекетті зерттейтін ғылым. Эвристикалық әдістердін /эвристиканың басқа атауы/ шешімдерді жылдамдатуға ықпал жасайтын өзгешелігі бар. Сол жағдайда, эвристика деп мақсаттарды шешу әдістерінің жиынтығын атайды; әлде сократикалық майевтикадан бастама алатын оқыту тәсілін атайды. «Эвристика» сөзі грек тілінен «heurēka» - «іздеймін», «табамын». Ежелгі аңыз бойынша, «Эврика!» («Таптым!») деген сөзді ежелгі грек математигі және механик Архимед (287-212 б.ғ.д.) гидростатика заңын ашқанда айытқан. Осы сөзден антика философиясында «ақиқат іздеу өнері» - эвристика деп аталған.

Бақылау сұрақтар:

1. Жалпы түрде ғылымның даму мәселесі бойынша ғылым философиясында қандай бағыттар қалыптасқан?

2. Ғылыми революция деген ұғымның шеңберінде дәстүр мен жаңашылдық ұғымдарының ара қатынасы?

3. Синергетика ұғымының бастамасы?

4. Эвристикалық әдістерінің түрлері?