Природно-наукові засади синергетики.

Синергетика заснована на принципово новому баченні світу і новому розумінні процесів, розвитку в порівнянні з тим переважним способом бачення, що панував у класичній науці протягом попередніх століть: випадковість виключалась як щось зовнішнє і несуттєве; процеси, які протікають у світі представлялися оборотними в часі і передбачуваними на необмежено довгий період; еволюція вважалася процесом, позбавленим відхилень, повернень, побічних явищ.

У класичній науці XIX в. панувало переконання, що матерії спочатку властива тенденція до руйнування всякої впорядкованості, прагнення до вихідної рівноваги (в енергетичному сенсі це і означало хаос). Такий погляд на речі сформувався під впливом уявлень рівноважної термодинаміки, науки, що займається процесами взаємоперетворення різних видів енергії.

У термодинаміці було введено поняття ентропії, під якою розуміється міра безладу системи. Більш точне формулювання другого початку термодинаміки прийняло такий вигляд: при мимовільних процесах в системах, що мають постійну енергію, ентропія завжди зростає. Максимальна ентропія означає повну термодинамічну рівновагу, що еквівалентна хаосу (чим більше ступінь ентропії в системі, тим менше ступінь порядку).

Матерія здатна здійснювати роботу і проти термодинамічної рівноваги, самоорганізовуватися і самоускладнюватися. Таким чином сформувалися передумови для виникнення теорії самоорганізації.

Поняття самоорганізації знаходиться в центрі сучасних уявлень про еволюційні процеси.

Самоорганізація - фундаментальний процес природи. Встановлено, що існують взаємопов'язані і взаємообумовлені матеріальні об'єкти з рівноважною і нерівноважною структурною організацією речовини. Одні з них утворюються в ході процесу, який прагне до рівноваги, інші - в ході процесу, який прагне до нерівноваги. Головною особливістю процесу самоорганізації є його антіентропійна спрямованість.

Розрізняти самоорганізацію та організацію при аналізі складних явищ можна тільки на основі відмінності їх сутності. Самоорганізація припускає природну зміну стану.

Механізм когерентної самоорганізації пов'язаний з кооперативною взаємодією безлічі однорідних компонентів, що призводить до синхронізації внутрішніх процесів і їх когерентній поведінці.

Когерентність складає основу самоорганізації, забезпечуючи єдність цілого і частини. Когерентність визначається виникненням кореляцій (взаємозв'язків і взаємозалежностей) між елементами системи. Такий механізм Г. Хакен назвав синергетичним.

Синергетику можна коротко охарактеризувати трьома ключовими ідеями: нелінійність, самоорганізація, відкриті системи.

В даний час загальновизнаним можна вважати уявлення про самоорганізацію як про спонтанний перехід відкритої нерівноважної системи від менш складних і упорядкованих форм організації до більш складних.
З точки зору теорії динамічного хаосу феномен самоорганізації можна розглядати у вигляді народження структури з хаосу структур. Система, в якій стохастичність траєкторій є наслідком внутрішніх взаємодій, а не випадкових зовнішніх впливів, називається динамічним хаосом - рух частинок розглядається як випадковий.

Узагальнюючи вищевикладене, можна відзначити, що синергетика - наукова дисципліна, вивчаюча процеси освіти і колективних взаємодій об'єктів (елементів, підсистем):

• відбуваються у відкритих системах при нерівноважних умовах;

• супроводжуються інтенсивним обміном речовиною і енергією підсистем з системою та системи з навколишнім середовищем;

• що характеризуються мимовільно (відсутністю жорсткої детермінації ззовні) поведінки об'єктів (підсистем), що поєднується з їх спідії;

• мають результатом впорядкування, самоорганізацію, зменшення ентропії, а також еволюцію систем.