Синергетика: Самоорганизация и возникновение порядка в открытых системах.
Synergetics (Haken)
Синергетика: наука о самоорганизации и возникновении структур в открытых системах. Основана Германом Хакеном, вдохновлена теорией лазера. Ключ к пониманию сложных процессов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Синергетика – это междисциплинарная наука, объясняющая формирование и самоорганизацию узоров и структур в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия. Она была основана Германом Хакеном, вдохновленным теорией лазера. Интерпретация Хакеном принципов работы лазера как самоорганизации неравновесных систем в конце 1960-х годов открыла путь к развитию синергетики. Одной из его известных популярных книг является "Erfolgsgeheimnisse der Natur", переведенная на английский язык как "The Science of Structure: Synergetics". Самоорганизация требует "макроскопической" системы, состоящей из множества нелинейно взаимодействующих подсистем. Самоорганизация происходит в зависимости от внешних управляющих параметров (окружающей среды, энергетических потоков).
Synergetics is an interdisciplinary science explaining the formation and self organization of patterns and structures in open systems far from thermodynamic equilibrium. It is founded by Hermann Haken, inspired by the laser theory. Haken's interpretation of the laser principles as self organization of non equilibrium systems paved the way at the end of the 1960s to the development of synergetics. One of his successful popular books is Erfolgsgeheimnisse der Natur, translated into English as The Science of Structure: Synergetics. Self organization requires a 'macroscopic' system, consisting of many nonlinearly interacting subsystems. Depending on the external control parameters (environment, energy fluxes) self organization takes place.
Понятие параметра заказа
Важным в синергетике является понятие параметра порядка, которое первоначально было введено в теории Гинцбурга-Ландау для описания фазовых переходов в термодинамике. Хакеном концепция параметра порядка была обобщена до "принципа подчинения", согласно которому динамика быстро расслабляющихся (стабильных) мод полностью определяется "медленной" динамикой, как правило, лишь нескольких "параметров порядка" (нестабильных мод). Параметры порядка можно интерпретировать как амплитуды нестабильных мод, определяющих макроскопический узор. Следовательно, самоорганизация означает значительное уменьшение числа степеней свободы (энтропии) системы, что макроскопически проявляется в увеличении "порядка" (формировании узоров). Этот масштабный макроскопический порядок не зависит от деталей микроскопических взаимодействий подсистем. Это предположительно объясняет самоорганизацию узоров в самых разных системах физики, химии и биологии.
Essential in synergetics is the order parameter concept which was originally introduced in the Ginzburg–Landau theory in order to describe phase transitions in thermodynamics. The order parameter concept is generalized by Haken to the "enslaving principle" saying that the dynamics of fast relaxing (stable) modes is completely determined by the 'slow' dynamics of, as a rule, only a few 'order parameters' (unstable modes). The order parameters can be interpreted as the amplitudes of the unstable modes determining the macroscopic pattern. As a consequence, self organization means an enormous reduction of degrees of freedom (entropy) of the system which macroscopically reveals an increase of 'order' (pattern formation). This far reaching macroscopic order is independent of the details of the microscopic interactions of the subsystems. This supposedly explains the self organization of patterns in so many different systems in physics, chemistry and biology.