Постнеклассическое естественнонаучное образование: содержательный аспект
Постнеклассическое естественнонаучное образование и концепция самоорганизации
В данном параграфе представлена презентация синергетической парадигмы на арене познания постнеклассического естественнонаучного образования. Поскольку появление такой парадигмальной установки на методологическом горизонте можно считать свершившимся фактом, то представляет интерес задача рассмотрения под разными углами зрения последствий этого события.
В первом параграфе данного раздела мы поставили своей задачей увидеть синергетическую парадигму в макропарадигмальном пространстве научного познания, посмотреть на нее в соотнесении с установками постнаучной методологической традиции.
Многие теоретики науки утверждают, что концепция самоорганизации может обоснованно претендовать на статус постнеклассической общенаучной парадигмы. Ее называют ядром постнеклассической науки (В.С. Степин и др.).
Она имеет постнеклассический потенциал применительно к методологическим поискам, ведущимся сейчас в области научного познания образования.
Поскольку синергетический дискурс – это дискурс целостности, интегративности, эволюционности, самоорганизации, то новая парадигма несет потенциал в плане построения интегративной теории постнеклассического естественнонаучного образования.
Отдельной подзадачей в рамках этой главы следует выделить раскрытие междисциплинарного, общенаучного смысла основных понятий и того теоретического конструкта, который предлагается синергетической парадигмой.
|
|
|
Содержание общенаучного теоретического конструкта синер-гетики.Первым отличием классической науки от науки, возникающей на основании новой синергетической парадигмы, есть различие в объекте исследования. Классическая наука черпала свои динамические образы в мире представлений идеальной динамики, в которых происходили простые в своей основе, детерминистические, обратимые процессы, подчиняющиеся закону сохранения энергии.
Синергетика черпает свои основные идеи из термодинамических образов. Синергетика изучает диссипативные структуры, способные самопроизвольно возникать и развиваться в активных, рассеивающих (диссипативных) средах в состояниях, далеких от термодинамического равновесия. Такие структуры проявляют характерное свойство: в состояниях неустойчивости они могут оказаться чувствительными к малейшим случайным отклонениям в среде. Объектом синергетики становятся не просто системы, ведущие себя подобно термодинамическим, а существенно нелинейные, открытые системы, находящиеся вдали от положения равновесия. В таких состояниях они способны образовать особые упорядоченные формы с меньшей энтропией. Эти новые формы и законы их возникновения этого особого рода порядка и составляют основной предмет синергетики.
|
|
|
Сразу оговорюсь, что предметом синергетики является не сложная система как таковая, а лишь определенные процессы в такой системе. И перенос процессов в сложной системе на саму систему является редукционизмом.
Понятийный аппарат, обслуживающий потребности этого нового взгляда на мир, содержит такие понятия, как нелинейность, сложность, неравновесность, открытость, характеризующие свойства рассматриваемых системных определенностей, и такие, как энтропия, диссипация, бифуркация, аттрактивность, флуктуация, фрактальность, помогающие описать особенности процессов порождения самоорганизационного порядка.
Обратимся более подробно к понятиям, характеризующим объект исследования: открытые, нелинейные динамические системы, находящиеся в особых состояниях неравновесности и неустойчивости.
Под динамической системой понимается системный объект, который в каждый момент времени находится в определенном состоянии, характе-ризуемом его так называемыми фазовыми координатами.
|
|
|
Открытость системы означает наличие источников и стоков, которые обеспечивают ее воспроизводящие процессы. В открытую систему непрерывно поступают потоки вещества, энергии, информации и точно также непрерывно отводятся продукты ее жизнедеятельности, которые удаляются во внешнюю среду.
Нелинейность системы задается нелинейными законами фазовых перемещений и обмена с внешней средой. Такая динамика в математике описывается нелинейными уравнениями, обладающими несколькими различными решениями, спектром возможных равновероятных траекторий движения, а нелинейное поведение системы демонстрирует способность к различным путям развития. Следовательно, нелинейность – это особая динамика системы, характеризующаяся неоднозначностью, неопределенностью.
Открытость и нелинейность являются необходимыми и достаточными условиями возникновения эффектов самоорганизации. Из нелинейности в последующем проистекает вся феноменология поведения синергетических систем. Поэтому синергетика породила нелинейную парадигму, нелинейную эпистемологию как синоним концепции самоорганизации.
Если для линейных систем это стационарное состояние определено однозначно, то для нелинейных существует веер возможных стационарностей, а значит, и точек притяжения развития, что и составляет их отличительную особенность.
|
|
|
К важным понятиям, тесно связанным с нелинейностью системы, относятся понятия неравновесности и неустойчивости. Эти состояния сильной неравновесности, приводящие к потере устойчивости существующего режима, становятся объектом особого внимания синергетики.
Одним из открытий теории самоорганизации стало обнаружение иных отношений между порядком и хаосом.
В открытых нелинейных системах происходят удивительные явления самоорганизации, спонтанного и самопроизвольного возникновения порядка. Постоянный приток из внешней среды веществ, информации, энергии при достаточно высокой скорости поступления противостоит стремлению к хаосу. Термодинамическое равновесие перестает быть единственно возможным путем эволюции системы, у нее открываются другие пути, задаваемые несколькими возможными состояниями динамического равновесия, которое достигается за счет возникновения особого рода когерентных структур, называемых диссипативными структурами.
Синергетика объясняет переходы от простого к сложному, самоорганизационные перестройки в системной жизни. В кооперативных диссипа-тивных структурах элементы начинают вести себя когерентно, возникает корреляция между далеко расположенными участками, т.е. упорядоченность и согласованность. Поэтому синергетику называют наукой о сложном, теорией сложных нелинейных систем (К. Майнцер).
Энтропия – это мера неупорядоченности системы, другими словами – мера хаоса системы. "Для изолированной системы энтропия становится показателем эволюции, или, по меткому выражению Эдингтона, "стрелой времени". Для изолированной системы будущее всегда расположено в направлении возрастания энтропии".
В открытых системах, в которых происходит приток и отток энергии, энтропийные и негэнтропийные потоки, процессы внутренней динамики происходят по другому сценарию: "…мы встречаемся с неожиданными и весьма впечатляющими процессами, с новыми, качественно отличными типами функционирования, возникающими на вполне определенных интенсивностях потоков вещества или энергии, поддерживающими активность, связанную с производством энтропии. Тут мы вступаем в область сильно неравновесных диссипативных структур".
Изменение внутренней упорядоченности системы происходит скачкообразно в точках пороговых значений параметров порядка, которые называются точками бифуркации. Если считать развитие системы аналогом эволюции (с чем согласны не все авторы), то точки бифуркации являются точками ветвления путей эволюции системы. В точке бифуркации, правильнее полифуркации, перед системой открывается веер возможных вариантов развития. Будущее становится неоднозначным. Дальнейший путь системного развития оказывается принципиально непредсказуемым. Прин-цип классического детерминизма утрачивает силу и возникает принцип нелинейного детерминизма.
Важным моментом в механизме самоорганизации является аттрактивность. В точке бифуркации перед системой открывается несколько притягивающих (аттрактивных) состояний, и она необратимо (благодаря незначительному колебанию системы за счет неустойчивости) делает выбор в пользу одного из них. Происходит выпадение на аттрактор (притягиватель).
Аттракторы притягивают к себе эволюционные пути системного развития. Такое свойство нелинейных систем, которое определяют как власть будущего, называется преддетерминацией будущего.
Такая феноменология поведения самоорганизационных систем изме-няет подход к управлению нелинейными системами.
Управлять нелинейной системой целенаправленными управляющими воздействиями можно, не разрушая достигнутую устойчивость. В противном случае произойдет выход системы на точку бифуркации.
Управлять системой можно косвенным путем, меняя управляющие параметры, а соответственно, веер возможных состояний, спектр аттракторов, которые она способна порождать. Можно также управлять системой малыми воздействиями в точке бифуркации, которые способны направлять будущую эволюцию. "Малые, но правильно организованные резонансные воздействия на сложную систему чрезвычайно эффективны. Это свойство организации было еще тысячелетия назад угадано родоначальником даосизма Лао-Цзы и выражено в вечно озадачивающей нас форме: слабое побеждает сильное, мягкое побеждает твердое, тихое побеждает громкое и т.д.", – утверждают Е.Н. Князева и С.П. Курдюмов.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 232; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!