Синергетика

Синергетика — теорія самоорганізації в системах різноманітної природи. Вона має справу з явищами та процесами, в результаті яких в системі — в цілому — можуть з'явитися властивості, якими не володіє жодна з частин. Оскільки йдеться про виявлення та використання загальних закономірностей в різних галузях, тому такий підхід передбачає міждисциплінарність. Останнє означає співробітництво в розробці синергетики представників різних наукових дисциплін. Тому термін синергетика використовується як в природничих науках, так і в гуманітарній сфері[1],[2].

Синергетика вивчає нелінійні відкриті дисипативні системи. Такі системи перебувають далеко від термодинамічної рівноваги і обмінюються енергією чи речовиною із навколишнім середовищем. Для перехідних процесів, що відбуваються в таких системах, не виконується закон неспадання ентропії, що призводить до утворення різноманітних дисипативних структур: автоколивань, автохвиль, може виникнути детермінований хаос.

Засновником синергетики вважається Герман Хакен, який ввів це поняття в своїй книзі «Синергетика»[3].

Основа С. в природознавстві — термодинаміка нерівноважних процесів, теорія випадкових процесів, теорія нелінійних коливань і хвиль.

Основні принципи

• Природні системи є нелінійними, різних видів організації: динамічно стабільні, адаптивні, і найскладніші — еволюціонуючі системи.
• Зв'язок між ними здійснюється через хаотичний, нерівноважної стан систем сусідніх рівнів.
• Нерівноважності є необхідною умовою появи нової організації, нового порядку, нових систем, тобто — розвитку.
• Коли нелінійні динамічні системи об'єднуються, нове утворення не дорівнює сумі частин, а утворює систему іншої організації.
• Загальними для всіх еволюціонуючих систем є нерівноважності, спонтанне утворення нових локальних станів, зміни на макроскопічному (системному) рівні, виникнення нових властивостей системи, етапи утворення, самоорганізації та фіксації нових якостей системи.
• Системи, що розвиваються завжди відкриті (обмінюються енергією, інформацією та речовиною із зовнішнім середовищем), за рахунок чого і відбуваються процеси локальної впорядкованості і самоорганізації.
• У сильно нерівноважних станах системи починають сприймати ті зовнішні фактори впливу, які вони б не сприйняли в більш рівноважному стані.
• У нерівноважних умовах відносна незалежність елементів системи поступається місцем корпоративній поведінці елементів: поблизу стану рівноваги елемент взаємодіє тільки із сусідніми, далеко від рівноваги — «бачить» всю систему цілком і узгодженість поведінки елементів зростає.
• У станах, далеких від рівноваги, починають діяти біфуркаційні механізми — наявність точок біфуркації переходу до того чи іншого щодо довготривалого режиму системи — атрактора. Заздалегідь неможливо передбачити, який з можливих атракторів займе система.

Синергетика пояснює процес самоорганізації в складних системах так:

1. Система повинна бути відкритою. Закрита система відповідно до законів термодинаміки повинна в кінцевому результаті прийти до стану з максимальною ентропією і припинити будь-яку еволюцію.
2. Відкрита система повинна бути досить далека від точки термодинамічної рівноваги. У точці рівноваги як завгодно складна система має максимальну ентропію і не здатна до якої-небудь самоорганізації. У положенні, близькому до рівноваги і без достатнього припливу енергії ззовні, будь-яка система з часом ще більше наблизиться до рівноваги і перестане змінювати свій стан.
3. Фундаментальним принципом самоорганізації є виникнення нового порядку і ускладнення систем через флуктуації (випадкові відхилення) станів їх елементів і підсистем. Такі флуктуації зазвичай придушуються в усіх динамічно стабільних і адаптивних системах за рахунок негативних зворотних зв'язків, що забезпечують збереження структури і близького до рівноваги стану системи. Але у складніших відкритих системах, завдяки притоку енергії ззовні і посилення нерівноважності, відхилення з часом зростають, накопичуються, викликають ефект колективної поведінки елементів і підсистем і, врешті-решт, призводять до «розхитування» колишнього порядку і через відносно короткочасний хаотичний стан системи призводять або до руйнування колишньої структури, або до виникнення нового порядку. Оскільки флуктуації носять випадковий характер, то поява будь-яких новацій у світі (еволюцій, революцій, катастроф) обумовлено дією суми випадкових факторів. Про це говорили античні філософи Епікур (341—270 до н. е.) і Кар Лукрецій (99-45 до н. е.)
4. Етап самоорганізації наступає тільки у випадку переважання позитивних зворотних зв'язків, що діють у відкритій системі, над негативними зворотними зв'язками. Функціонування динамічно стабільних, нееволюціонуючих, але адаптивних систем — а це і гомеостаз живих організмів і автоматичні пристрої — ґрунтується на отриманні зворотних сигналів від рецепторів або датчиків щодо положення системи і подальшого коректування цього положення до вихідного стану виконавчими механізмами. У системі на шляху самоорганізації дані зміни не усуваються, а накопичуються і посилюються внаслідок загальної позитивної реактивності системи, що може призвести до виникнення нового порядку і нових структур. Такими є, наприклад, механізми фазових переходів речовини або утворення нових соціальних формацій.
5. Самоорганізація в складних системах, переходи від одних структур до інших, виникнення нових рівнів організації матерії супроводжуються порушенням симетрії. При описі еволюційних процесів необхідно відмовитися від симетрії часу, характерної для повністю детермінованих і оборотних процесів в класичній механіці. Самоорганізація у складних і відкритих дисипативних системах, до яких належить і Життя, і Розум, а згідно з загальною теорією відносності і увесь Всесвіт у цілому[4], призводять до необоротного руйнування старих і до виникнення нових структур і систем, що поряд з явищем зростання ентропії в закритих системах обумовлює наявність «стріли часу» в Природі.

Синергетика і мехатроніка

Принципи синергетики лежать в основі побудови мехатронних систем (див. мехатроніка) — поєднання в одному агрегаті компонент різної технічної природи (механічних, електротехнічних, комп'ютерних), які адаптивно взаємодіють із зовнішнім середовищем як єдиний функціональний і конструктивний організм.

Синергетичну інтеграцію в мехатроніці при проектуванні здійснюють двома способами: 1) шляхом функціонально-структурної інтеграції (ФС-інтеграції), задачею якою є пошук мехатронних структур, що реалізують задані функціональні перетворення за допомогою мінімального числа структурних блоків і суміжних з ними інтерфейсів на основі програмно-апаратних елементів або у вигляді механічних перетворювачів руху, електротехнічних або гідравлічних перетворювачів енергії; 2) структурно-конструктивної інтеграції (СК-інтеграції), що полягає в мінімізації конструктивних рішень для реалізації необхідної структури.

Синергетична інтеграція повинна виконуватися тільки на основі паралельного проектування, методологією якого (на відміну від традиційного послідовного) є одночасний і взаємопов'язаний синтез всіх компонент (традиційних і інтелектуального характеру) технічної системи мехатронного класу.

Синергетика в психології застосовується для моделювання динаміки психофізіологічного статусу людини, проектування закономірностей розвитку соціуму та суспільства[5] Вперше до плану фундаментальних та прикладних досліджень Інституту психології імені Г. С. Костюка АПН України «синергетичну» тему було включено в 2005 році за ініціативи завідувача лабораторії загальної та етнічної психології М.-Л. А. Чепи. Передбачалося вивчити «Теоретико-методологічні засади синергії психологічної теорії і практики» (державний реєстраційний номер 0105U001106, інвентарний № 0209U008072). По завершені вказаної теми у 2008 році виникла необхідність у дослідженні «Парадигмальних змін основ загальної психології в синергетичному контексті» (2009-20013 рр). Робота отримала державний реєстраційний номер 0109U000170[6].

«Самоорганізація і культура» А. Свідзінського — праця з культурології, де для вивчення таких складних процесів, як культура, використано методи синергетики.

• Синергія
• Синергетичний ефект

• Сугаков В. Й. Основи синерґетики. — К. : Обереги, 2001. — 287 с.
• Синергетика. Сборник статей / Ред. Б. Б. Кадомцев. — М. : Мир, 1984. — 248 с.
• Лоскутов А. Ю., Михайлов А. С. Введение в синергетику. — М. : Наука, 1990. — 272 с.
• Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. — М. : Мир, 1990. — 344 с.
• Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. — М. : Мир, 1979. — 512 с.
• Пригожин И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках. — М. : Наука, 1985. — 328 с.
• Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант: К решению парадокса времени. — М. : Прогресс, 1994. — 266 с.
• Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. — М. : Прогресс, 1986. — 426 с.
• Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. — М. : Мир, 1991. — 240 с.
• Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности. — М. : ПЕР СЭ, 2001. — 353 с.
• Хакен Г. Синергетика. — М. : Мир, 1980. — 406 с.
• Хакен Г. Синергетика: Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. — М. : Мир, 1985. — 424 с.
• Хакен Г., Хакен-Крелль М. Тайны восприятия. — М. : ИКИ, 2002. — 272 с.
• Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. — М.-Ижевск : ИКИ, 2003. — 320 с.

• Л. Бойко-Бойчук. Синергетичний підхід // Політична енциклопедія. Редкол.: Ю. Левенець (голова), Ю. Шаповал (заст. голови) та ін. — К.: Парламентське видавництво, 2011. — с.664 ISBN 978-966-611-818-2
• В. Лук'янець. Синергетика // Філософський енциклопедичний словник / В. І. Шинкарук (гол. редкол.) та ін. — Київ : Інститут філософії імені Григорія Сковороди НАН України : Абрис, 2002. — С. 580. — 742 с. — 1000 екз. — ББК 87я2. — ISBN 966-531-128-X.
• Анісімов І. О. Синергетика. — К. : Київський ун-т, 2014. — 511 с. — ISBN 966-439-759-6.
• Білоус В. С. Синергетика і самоорганізація в економічній діяльності: навч. посібник.  — К.: КНЕУ, 2007. — 371 с.
• Буря А. И., Козлов Г. В. Синергетика и фрактальный анализ полимерных композитов, наполненных короткими волокнами: монография.- Д.: Пороги, 2008. — 258 c.
• Вагурин В. А. Синергетика эволюции современного общества. — Луганск: Копицентр, 2005. — 200 с.
• В. Г. Кремень. Синергетика і освіта: [монографія] / В. Г. Кремень, В. В. Ільїн, Ф. П. Власенко, Л. І. Войнаровська, М. В. Ілляхова; ред.: В. Г. Кремень; Нац. акад. пед. наук України, Ін-т обдаров. дитини НАПН України. — Київ: Ін-т обдаров. дитини, 2014. — 347 с. — ISBN 978-966-2633-33-7
• В. Г. Кремень. Синергетика і творчість: [монографія] / В. Г. Кремень, В. В. Ільїн, Ф. П. Власенко, М. В. Ілляхова, А. А. Ільїна; ред.: В. Г. Кремень; Нац. акад. пед. наук України, Ін-т обдаров. дитини НАПН України. — Київ: Ін-т обдаров. дитини, 2014. — 312, [1] с. — ISBN 978-966-2633-31-3
• Гулик Г. С. Синергетика інтегрального застосування економіко-правових інструментів формування системи сталого лісокористування: автореф. дис. … канд. екон. наук : 08.00.06 / Гулик Григорій Степанович; Держ. вищ. навч. закл. Нац. лісотехн. ун-т України. — Л., 2013. — 21 с.
• Дмитриева М. С. Синергетика в науке и наука языком синергетики: сб. статей / Одесская академия истории и философии естественных и технических наук. — О.: Астропринт, 2005. — 181 с.
• Економічна синергетика: теоретико-методологічний аналіз: монографія / Скотний П. В. ; Дрогоб. держ. пед. ун-т ім. Івана Франка. — Дрогобич: РВВ ДДПУ ім. Івана Франка, 2013. — 311 с. — Бібліогр.: с. 272—290. — ISBN 978-966-384-277-6
• Качуровський М. О., Наумкіна О. А., Цикін В. О. Синергетика: нове мислення: навч. посіб. / М. О. Качуровський [та ін.] ; Сумський держ. педагогічний ун-т ім. А. С. Макаренка. — Суми: СумДПУ, 2004. — 128 с. — Бібліогр.: с. 125—126. — ISBN 966-698-018-5
• Окороков В. Б. Синергетика — нова світоглядна парадигма: Посібник / Дніпропетровський національний ун-т. — Д.: РВВ ДНУ, 2004. — 32 с.
• Петлін В. М. Синергетика ландшафту. — Л.: Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2005. — 206 с.
• Пикалюк Р. В. Синергетика модальностей мовно-системної організації прози Івана Багряного: автореф. дис…. канд. філол. наук : 10.02.01 / Дніпропетр. нац. ун-т ім. Олеся Гончара. -Д., 2012. — 20 с.
• Пономарев  А. А. Синергетика живых систем / А. А. Пономарев; НАН Украины, Научно-учебный центр прикладной информатики. — К., 2004. — 77 с.
• Свідзинський А. В. Синергетична концепція культури. — Луцьк: Вежа, 2008.− 696 с. -http://www.alexandria.org.ua/component/option,com_docman/task,cat_view/gid,223/Itemid,42/?mosmsg=%C2%FB+%EF%FB%F2%E0%E5
• Синергетика в филологических исследованиях: монография / Т. И. Домброван, С. М. Еникеева, Л. С. Пихтовникова, А. Н. Приходько, Е. А. Семенец; ред.: Л. С. Пихтовникова; Харьк. нац. ун-т им. В. Н. Каразина. — Харьков: ХНУ им. В. Н. Каразина, 2015. — 339 с. : рис., табл. — Текст рос. та укр. — ISBN 978-966-285-202-8
• Синергетика: методологія ефектів: монографія / [І. Є. Януль та ін.; наук. ред.: Ходаківський Є. І., Зінчук Т. О., Грабар І. Г.]; Житомир. нац. агроекол. ун-т. — Житомир, 2012. — 623 с. — ISBN 978-966-8706-59-2
• Синергетика: процеси самоорганізації технічних, технологічних та соціальних систем: матеріали Першої Всеукраїнської наукової конференції 17-18 червня 2003 року, яка відбулась у м. Житомирі / ред. І. Г. Грабар ; Інститут вищої освіти АПН України, Українське синергетичне товариство, Житомирський держ. технологічний ун-т. — Житомир, 2003. — 136 с.
• Синергетичне світобачення: наукові і педагогічні аспекти / В. О. Цикін, Н. В. Кочубей, О. А. Наумкіна, І. О. Снегірьов, С. М. Цимбал ; ред. Н. В. Кочубей. — Суми: ВТД «Університетська книга», 2005. — 177 с. — ISBN 966-680-193-0
• Стьопін А. О. Синергетичні виміри розвитку України: історія і сучасність. — Одеса: Астропринт, 2006. — 156 с.
• Цикин В. А. Брижатый А. В. Синергетика и образование: новые подходы. — Сумы: СумГПУ, 2005. — 276 с.

• 396/mode/1up?view=theater Нелінійні структури; Синергетика // Літературознавча енциклопедія : у 2 т. / авт.-уклад. Ю. І. Ковалів. — Київ : ВЦ «Академія», 2007. — М — Я. — С. 112-113; 396.