Проблема единства бытия и его самоорганизации. Синергетика как наука о самоорганизации материальных систем

Оглавление:

Предмет: Философия

Тип работы: Реферат

У вас нет времени или вам не удаётся понять эту тему? Напишите мне в whatsapp, согласуем сроки и я вам помогу!

На странице рефераты по философии вы найдете много готовых тем для рефератов по предмету «Философия».

Дополнительные готовые рефераты на темы:

Введение

В процессе восприятия окружающего мира знания, умения, навыки, способности, поведение и общение отражаются и закрепляются в сознании человека. Совокупность результатов познавательной деятельности человека формирует определенную модель (образ мира). В истории человечества было и есть достаточно большое количество самых разнообразных образов мира, каждый из которых отличается своим видением мира и его конкретным объяснением.

Создание научного образа мира — важнейшая задача естествознания. Научная картина природы образует в целом упорядоченную систему, которая уточняется и дополняется по мере развития науки. Наука стремится выявить общие черты в объектах и явлениях, которые она изучает. Выделение общего ведет к абстракции, то есть к отвлечению от единичного, конкретного, случайного. Наиболее общие и абстрактные термины, идеи и понятия естествознания выражают, с одной стороны, глубинные, а с другой — общие свойства природы. Прежде всего, физика, как фундаментальная основа естествознания, работает с такими понятиями и терминами. Среди наиболее общих, важных, базовых понятий физического описания природы — материя, движение, пространство и время.

Таким образом, научное мировоззрение — это целостная система представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях реальной действительности. Основные концепции описания природы постоянно развиваются, дополняются новыми фактами и переходят на качественно новый уровень на определенных исторических этапах, что выражается в научных революциях.

Квантово-полевая (неклассическая) картина мира и единство бытия

В конце девятнадцатого и начале двадцатого веков последовал ряд открытий, которые не вписывались в существующее научное мировоззрение. Революционная ситуация, возникшая в естественных науках в начале ХХ века, была связана с появлением двух новых теоретических концепций — квантовой механики и специальной относительности.
Во второй половине девятнадцатого века изучение теплового излучения привело к открытию ряда законов: Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина. Однако из теории, основанной на традиционных представлениях об электромагнитном излучении, следовало, что энергия теплового излучения равна бесконечности на всех частотах (во всем диапазоне длин волн), что противоречит закону сохранения энергии. Это противоречие было особенно ярко выражено в диапазоне коротких волн, поэтому его назвали «ультрафиолетовой катастрофой». В 1900 г. Макс Планк предложил следующую гипотезу (позже названную квантовой гипотезой Планка) для выхода из этой ситуации: электромагнитное излучение испускается отдельными порциями — квантами, размер которых пропорционален частоте излучения. Гипотеза Планка фактически стала началом новой квантовой физики (старая называлась классической).
Таким образом, если в классической физике предполагалось, что энергия изменяется непрерывно и принимает произвольные, хотя и близкие значения, то согласно концепциям квантовой физики она может принимать только дискретные значения, соответствующие целому числу квантов энергии
В 1905 году А. Эйнштейн, принявший гипотезу Планка, расширил ее и предположил, что свет не только испускается квантами, но и распространяется и поглощается квантами (позже названными фотонами). Поэтому свет представляет собой поток световых частиц — фотонов.
В истории развития света сменяли друг друга корпускулярная теория света (Ньютон) и волновая теория (Р. Гук, К. Гюйгенс, Т. Юнг, Ж. Френель), представлявшая свет как механическую волну. В 1970-х годах, после принятия теории Максвелла, свет стали понимать как электромагнитную волну. В начале 20-го века эксперименты неопровержимо доказали, что свет обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Также было установлено, что существует определенная закономерность в проявлении этих свойств: Чем короче длина волны, тем сильнее корпускулярные свойства света.
В 1924 году французский физик Л. де Бройль выдвинул смелую гипотезу: Корпускулярно-волновой дуализм является универсальным, т.е. все частицы с конечным импульсом обладают волновыми свойствами. Если микрообъект обладает корпускулярными свойствами, то его волновые свойства существуют как потенциальная возможность, которая при определенных условиях может перейти в реальность (диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств материи).
Таким образом, корпускулярные и волновые свойства микрообъекта несовместимы в плане их одновременного проявления, но они одинаково характеризуют объект, т.е. дополняют друг друга. Эта идея была высказана Н. Бором (1927) и положена им в основу важнейшего методологического принципа современной науки, к которой сегодня относятся не только физические, но и все естественные науки — принципа дополнительности. Для полного описания квантовомеханических явлений необходимо применять два взаимоисключающих (взаимодополняющих) набора классических понятий, совокупность которых дает наиболее полную информацию об этих явлениях в целом. С точки зрения этого принципа, состояния, в которых взаимно дополняющие величины одновременно имели бы точно определенное значение, в принципе невозможны, а если одна из таких величин точно определена, то значение другой совершенно неопределенно. В общем случае, например, направление и величина углового момента, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электрического поля в данной точке, количество фотонов и т.д. являются дополнительными друг к другу. Таким образом, принцип дополнительности на самом деле отражает объективные свойства квантовых систем, которые не связаны с существованием наблюдателя.

Принципы соответствия и суперпозиции

Принцип соответствия отражает форму преемственности между старыми и новыми теориями, в основном в области физико-математических наук. В самом общем виде П. с. гласит: теории, валидность которых установлена для той или иной предметной области, с появлением новых, более общих теорий не устраняются как нечто ошибочное, а сохраняют свою актуальность для прежней области как предельная форма и частный случай новых теорий.
Н.И. Лобачевский первым сознательно использовал идею соответствия при создании первой неевклидовой геометрии. Но он поднял эту идею до уровня методологического принципа и предложил имя Н. Бора (1913) при разработке атомной теории, связав внутреннюю структуру и свойства атома с квантом действия, открытым М. Рланком. Позднее было обнаружено, что действие П. с. выходит далеко за рамки взаимосвязи двух теорий, рассмотренных Бором, и что оно представляет собой закономерность в развитии научных теорий в целом.
Эффект П. с. можно проследить во многих различных физических и математических теориях. Например, геометрия Лобачевского переходит в евклидову геометрию, когда специальная величина k, называемая радиусом кривизны, принимает бесконечно большое значение. Квантовая механика переходит в классическую механику, когда можно пренебречь величиной кванта действия h, предполагая, что h>0. В случае очень слабых гравитационных полей, когда так называемые гравитационные потенциалы gik стремятся к нулю (gik>0 при i?k и gik>1 при i=k), общая относительность переходит в специальную относительность, а при малых скоростях и слабых гравитационных полях — в классическую механику.
Принцип суперпозиции — это предположение, согласно которому результирующий эффект сложного процесса воздействия является суммой эффектов, вызванных каждым эффектом в отдельности, при условии, что эффекты не влияют друг на друга.
Простым примером принципа суперпозиции является правило параллелограмма, которое складывает две силы, действующие на тело. Встречный ветер тормозит движение — здесь вступает в действие принцип суперпозиции.
Принцип суперпозиции играет важную роль в теории колебаний, теории цепей, теории поля и других отраслях физики и техники. В микромире принцип суперпозиции является фундаментальным принципом, который вместе с принципом неопределенности составляет основу математического аппарата квантовой механики.

Концепция детерминизма. Динамические и статистические закономерности

Детерминизм — философская концепция; учение о всеобщей, закономерной связи, причинности всех явлений. Последовательно Д. утверждает объективный характер причинности.
Идеи Д. появляются уже в античной философии и находят свое наиболее яркое выражение в античной атомистике. Дальнейшее развитие и обоснование Д. происходит в естествознании и материалистической философии нового времени (Бэкон, Галилей, Декарт, Ньютон, Ломоносов, Лаплас, Спиноза, французские материалисты 18 века). В соответствии с этапом развития естествознания, Д. этого периода носит механистический, абстрактный характер. Это находит свое выражение в абсолютизации формы причинности, описываемой строго динамическими законами механики, что приводит к отождествлению причинности с необходимостью и отрицанию объективного характера случайности. Наиболее удачно такой взгляд был сформулирован Лапласом (отсюда другое название механистического Д. — лапласовский детерминизм), который считал, что значение координат и моментов всех частиц во Вселенной в данный момент однозначно определяет их состояние в любой прошлый или будущий момент. Такое понимание Д. приводит к фатализму, принимает мистический характер и фактически смешивается с верой в божественное предопределение.
Развитие науки отвергло лапласиан Д.: не только в органической природе и социальной жизни, но и в области физики. Установление принципа неопределенности в квантовой механике выявило ее противоречивость (выводы о «свободной воле» электрона, об отсутствии причинности в микропроцессах и т.д.). Диалектический материализм преодолевает ограниченность механистической Д. и признает объективный и всеобщий характер причинности, не отождествляет ее с необходимостью и не сводит ее проявление только к динамическому типу законов (статистической и динамической закономерности).
Борьба между Д. и индетерминизмом, которая никогда не утихала, в настоящее время значительно обострилась как в естествознании, так и особенно в изучении социальных явлений. Современная буржуазная философия широко пропагандирует И. в социологии в форме волюнтаризма, эмпиризма. В тех случаях, когда буржуазные социологи не отвергают Д как таковое, оно принимает грубые, вульгарные формы (биологические теории общественного развития, вульгарный техницизм и т.д.). Только исторический материализм впервые установил подлинную D в социальной науке.

Статистические и динамические законы — это две основные формы закономерности явлений, различающиеся по типу получаемых на их основе предсказаний.
В случае законов динамического типа, предсказания имеют четко определенный, однозначный характер. Так, в механике, если известен закон движения тела и даны его координаты и скорость, то можно точно определить положение и скорость тела в любой другой момент времени. Динамические законы характеризуют поведение относительно изолированных систем, состоящих из небольшого числа элементов, в которых можно абстрагироваться от ряда случайных факторов.

Принципы эволюционно-синергетической (современной) картины мира

В современной науке господствует эволюционно-синергетическая концепция, то есть основной принцип, согласно которому универсальный эволюционизм и самоорганизация являются главным механизмом формирования и развития Вселенной.
В рамках такого подхода в последней четверти XX века в науке начало формироваться новое мировоззрение — эволюционно-синергетическое (ЭСКМ), а новый этап развития самой науки получил название постнеклассического.
Теоретическую основу этого мировоззрения составляют теории самоорганизации (синергетика) и систем (системология), а также информационный подход, в котором информация понимается как атрибут материи наряду с движением, пространством и временем.
Понимание различных процессов самоорганизации привело к формированию нового междисциплинарного направления в науке — синергетики. Это наука, которая занимается вопросами формирования, поддержания, стабильности и распада самоорганизующихся структур и кооперативных эффектов в них. Создателем синергетического направления и изобретателем термина «синергетика» является профессор Штутгартского университета и директор Института теоретической физики и синергетики Герман Хакен. Сам термин «синергетика» происходит от греческого «synergena» — помощь, сотрудничество, «взаимодействие». Синергетика — одна из новейших дисциплинарных концепций в естествознании, которая пришла к выводам, противоположным классической физике. Вывод заключается в том, что конечное состояние, к которому стремятся все системы, — это не хаос, как утверждалось ранее, а порядок.

Синергетика развивалась вместе с математическим аппаратом для описания нелинейных и неустойчивых систем и соответствующими вычислительными методами. Эти методы основаны на использовании компьютерных моделей, поэтому синергетика могла возникнуть и развиваться только в век мощных компьютерных технологий. Можно сказать, что синергетика на современном этапе своего развития представляет собой совокупность общих идей о принципах самоорганизации и одновременно сумму общих математических методов для ее описания. Все активнее предпринимаются попытки использовать эти идеи и методы в экологии, медицине, социологии, экономике и вообще в области социогуманитарного знания.
Важнейшим компонентом новой парадигмы является принцип глобального эволюционизма, то есть признание невозможности существования всех структур, возникших во Вселенной, вне развития, вне общей эволюции. Эта идея органично связана с концепцией фундаментального единства материального мира.

Другим компонентом эволюционно-синергетической парадигмы является идея универсальности алгоритма развития как проявления самоорганизации в самых разных природных и социальных системах, то есть синергетический подход. Синергетика как наука о самоорганизующихся системах возникла из устремлений естественных наук. Но постепенно идеи синергетики становятся одной из методологических основ социальных и гуманитарных наук.
Основными атрибутами материи в постнеклассической науке являются структурализм и системность. Структурированность материи проявляется в существовании бесконечно разнообразных материальных образований, каждое из которых представляет собой конкретную единичную вещь и процесс, локализованные в пространстве и времени: Вселенная, Галактика, Звезда, Планета, Молекула, Атом, Элементарная частица и другие. В то же время они тесно взаимосвязаны, поскольку одни материальные образования являются составными частями других, то есть входят как элементы в их структуру. Системный характер материи проявляется во взаимосвязи вещей и процессов, в регулярном наложении структурных уровней организации материального мира, в постоянном нарушении автономности, «параллельности» микро-, макро- и мегамиров, живого и неживого. Основной проблемой здесь является нерешенный вопрос о переходе от неживой природы к живой в едином эволюционном процессе.

Заключение

Переход от классической науки к неклассической сопровождался изменением понимания ее объекта: теперь это не реальность «в чистом виде», а ее срез, заданный через призму принятых теоретических и операциональных средств и способов управления ею субъектом. Поскольку стало невозможно говорить о многих свойствах объекта без учета средств их постижения, возник специфический объект науки, за пределами которого бессмысленно искать его реальный прообраз. Таким образом, объект знания признается необходимым компонентом «тела» знания. Установление относительности объекта к исследовательской деятельности привело к тому, что наука стала изучать не неизменные вещи, а те условия, при которых они ведут себя тем или иным образом.

В квантово-полевой концепции мира противоречия и парадоксы первых двух научных концепций мира нашли свое разрешение, что стало возможным благодаря открытию нового уровня организации материального мира — микромира. Квантово-полевые представления о материи позволили объединить противоположные свойства материальных объектов — непрерывность (волна) и прерывность (дискретность). Установление единства противоположностей в структуре материи позволило отказаться от постулата о неизменности материи (переход квантового поля из одного состояния в другое сопровождается взаимным превращением частиц друг в друга, аннигиляцией одних частиц и созданием других). В неклассический период развития науки резко меняется представление о пространстве и времени (идея единого пространственно-временного континуума); трансформируется понимание закономерности и причинности, их вероятностной природы; статистические законы, особой формой которых являются динамические законы, признаются фундаментальными.

Эволюционно-синергетическое мировоззрение основано на принципах эволюции и систематики, которые стали общенаучными принципами. Теории самоорганизации систем (синергетика) и концепция универсального эволюционизма определяют теоретическую основу этого мировоззрения.

В отличие от традиционных областей науки, синергетика интересуется общими законами эволюции (развития во времени) систем любого вида. Отказавшись от специфической природы систем, синергетика приобретает способность описывать их эволюцию на международном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух явлений, изучаемых специфическими средствами двух разных наук, но имеющих общую модель, или, точнее, сведенных к общей модели. Открытие единства модели позволяет синергетике сделать достоинства одной области науки доступными для понимания представителей совершенно другой, возможно, весьма отдаленной области науки.

По замыслу ее создателя, профессора Хакена, синергетика должна играть роль своего рода метанауки, воспринимая и исследуя общую природу тех закономерностей и зависимостей, которые частные науки считают «своими». Синергетика, таким образом, не возникает на стыке наук в более или менее широкой или узкой пограничной полосе, а извлекает интересующие ее системы из ядра предмета частных наук и, не апеллируя к их природе, изучает эти системы своими специфическими средствами, имеющими общий («международный») характер.

Список литературы

Белкин П.Н. Концепции современного естествознания : учебник для вузов / П.Н. Белкин. — М.: Высшая школа, 2004. — 335 с.
Вернадский В.И. Размышления натуралиста : в 2-х томах / составитель М.С. Бастракова. М.С. Бастракова, В.С. Неополитанская, Н.Ф. Филиппова. -Москва: Наука, 1975. -В: Наука, 1975, выпуск 1. — 174 с.
Грибанов, Д.П. Философские взгляды А. Эйнштейна и развитие теории относительности / Д.П. Грибанов. — M. : Наука, 1987 г. — 272 с.
Капица, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Капица, С.П. Курдюмов, Т.Г. Малинецкий. — Москва : Эдиториал УРСС, 2001. — 288 с.
Горелов, А.А. Концепции современного естествознания / А.А. Горелов. — Москва : Центр, 1997 г. — 208 с.
Кун, Т. Структура научных революций / Т. Кун. — M. : Прогресс, 1975 г. — 288 с.
Новая философская энциклопедия / РАН, Институт философии ; научно-редакционный совет : предисл. В. С. Степин. — Москва : Мысль, 2000 г. — Т.1-4. — 2659 с.
Савченко, В. Н. Элементы современного естествознания : концепции и принципы : учебное пособие / В. Н. Савченко, В. П. Смагин. — Ростов н/Д. : Феникс, 2006 г. — 608 с.