Кибернетика и синергетика наука о самоорганизующихся системах

юридический факультет заочное обучение

специальность – юриспруденция

Контрольная работа №

По концепции современного естествознания.

На тему кибернетика и синергетика – науки о самоорганизующихся системах.

Слушатель Глазков Э.Н. курс учебная группа

Дата отправки на факультет: Место работы и занимаемая должность:

Дата регистрации работы факультетом: Индекс, почтовый адрес слушателя:

2000 г.

Оглавление.

1. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетик ……………………………. 1

2. Вклад кибернетики в научную картину мира ………………………………………… 9

3. От хаоса к порядку. Синергетика как наука ………………………………………… 10

4. Синергетические закономерности …………………………………………………….. 16

5. Значение синергетики для современной науки и мировоззрения ………………… 17

Вводная часть.

Фронт современной науки простирается от сравнительно част¬ных, конкретных концепций относительно различных областей физи¬ческого и химического мира, до глубочайших теорий, охватывающих различные сферы природы, общества и технической деятельности че¬ловека. К последним следует отнести кибернетику и синергетику. По¬ражает дерзость новых наук. Первая посягнула на познание механиз¬мов управления в разных системах. Вторая -на проблему самооргани¬зации самой материи, творения нового.

Рассмотрим различного рода системы, представляющие на пер¬вый взгляд смесь различных и далеко отстоящих друг от друга пред¬метов и явлений. В мире есть "самодействующие" физические систе¬мы (от атома до планетарных систем и звездных ассоциаций), хими¬ческие системы (например, органические соединения, биополимеры), биологические системы (растения, животное, человек), социальные системы (коллективы, отрасли производства, народное хозяйство, общество в целом). На самом деле, во всех этих системах есть общие свойства: способность к самодействию, подчиненность законам уп¬равления, процессы переработки информации, способность к самона¬стройке и самоорганизации и др. Изучением процессов управления в природе, обществе и технике и занимается наука кибернетика.

1. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетики

Кибернетика - наука об общих закономерностях процессов уп¬равления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах. Она сравнительно молода. Её основателем яв¬ляется американский математик Н. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу "Кибернетика, или управление их связь в животном и машине". Своё название новая наука получила от древнегреческого слова "кибернетес", что в переводе означает "управляющий", "руле¬вой", "кормчий". Она возникла на стыке математики, теории информации, техники и нейрофизиологии, ее интересовал широкий класс как живых, так и неживых систем.

Со сложными системами управления человек имел дело задолго до кибернетики (управление людьми, машинами; наблюдал регуляционные процессы у живых организмов и т.д.). Но кибернетика выделила общие закономерности управления в различных процессах и системах, а не их специфику. В «докибернетический» период знания об управлении и организации носили «локальный» характер, т.е. в отдельных областях. Так, еще в 1843 г. польский мыслитель Б. Трентовский опубликовал малоизвестную в настоящее время книгу «Отношении философии к кибернетике как искусству управления народом». В своей книге «Опыт философских наук» в 1834 году известный физик Ампер дал классификацию наук, среди которых третьей по счету стоит кибернетика – наука о текущей политике и практическом управлении государством (обществом).

Эволюция представления об управлении происходила в форме накопления, суммирования отдельных данных. Кибернетика рассматривает проблемы управления уж ком фундаменте, вводя в науку новые теоретические «заделы», новый понятийный, категориальный аппарат. В общую кибернетику обычно включают теорию информации теорию алгоритмов, теорию игр и теорию автоматов, техническую кибернетику.

ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА - отрасль науки, изучающая технические системы управления. Важнейшие направления исследований разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения информации.

К основным задачам кибернетики относятся:

1) установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей;

2) выявление ограничений, свойственных управляемым системам. и установление их происхождения;

3) нахождение общих законов, которым подчиняются управляе¬мые системы;

4) определение путей практического использования установлен¬ных фактов и найденных закономерностей.

«Кибернетический» подход к системам характеризуется рядом по¬нятий. Основные понятия кибернетики: управление, управляющая си¬стема, управляемая система, организация, обратная связь, алгоритм, модель, оптимизация, сигнал и др. Для систем любой природы понятие "управление" можно определить следующим образом: управление - это воздействие на объект, выбранное на основании имеющейся для этого информации из множества возможных воздействий, улучшаю¬щее его функционирование или развитие. У управляемых систем все¬гда существует некоторое множество возможных изменений, из кото¬рого производится выбор предпочтительного изменения. Если у сис¬темы нет выбора, то не может быть и речи об управлении.

Есть существенная разница между работой дачника, орудующе¬го лопатой, и манипуляциями регулировщика - "гибэдэдэшника" на пере¬крестке улиц. Первый оказывает на орудие силовое воздействие, вто¬рой - управляет движением автомобилей. Управление - это вызов из¬менений в системе или перевод системы из одного состояния в другое в соответствии с объективно существующей или выбранной целью.

Управлять - это и предвидеть те изменения, которые произойдут в системе после подачи управляющего воздействия (сигнала, несущего информацию). Всякая система управления рассматривается как един¬ство управляющей системы (субъекта управления) и управляемой си¬стемы - объекта управления. Управление системой или объектом всегда происходит в какой-то внешней среде. Поведение любой управля¬емой системы всегда изучается с учетом ее связей с окружающей сре¬дой. Поскольку все объекты, явления и процессы взаимосвязаны и влияют друг на друга, то, выделяя какой-либо объект, необходимо учитывать влияние среды на этот объект и наоборот. Свойством уп¬равляемости может обладать не любая система. Необходимым усло¬вием наличия в системе хотя бы потенциальных возможностей уп¬равления является ее организованность.

Чтобы управление могло функционировать, то есть целе¬направленно изменять объект, оно должно содержать четыре необхо¬димых элемента:

1. Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта.

2. Канал воздействия на объект.

3. Цель управления.

4. Способ (алгоритм, правило) управления, указывающий, каким образом можно достичь поставленной цели, располагая информаци¬ей о состоянии среды и объекта.

Понятие пели, целенаправленности. Основатель кибернетики Н. Винер писал, что "действие или поведение допускает истолкование как направленность на достижение некоторой цели, т.е. некоторого ко¬нечного состояния, при котором объект вступает в определенную связь в пространстве и во времени с некоторым другим объектом или собы¬тием" (Кибернетика. М., 1968. С. 288). Цель определяется как внеш¬ней средой, так и внутренними потребностями субъекта управления. Цель должна быть принципиально достижимой, она должна соответ¬ствовать реальной ситуации и возможностям системы (управляющей и управляемой). За счет управляющих воздействий управляемая сис¬тема может целенаправленно изменять свое поведение. Целенаправ¬ленность управления биологических управляемых систем сформиро¬вана в процессе эволюционного развития живой природы. Она означает стремление организмов к их выживанию и размножению. Целе¬направленность искусственных управляемых систем определяется их разработчиками и пользователями.

Понятие обратной связи. Управление по "принципу обратной свя¬зи". Вели между воздействием внешней Среды и реакцией системы устанавливается связь, то мы имеем дело с обратной связью. Прин¬цип обратной связи характеризует информационную и простран¬ственно-временную зависимость в кибернетической системе. Если по¬ведение системы усиливает внешнее воздействие, то мы имеем дело с положительной обратной связью, а если уменьшает, -то с отрицатель¬ной обратной связью. Понятие обратной связи имеет отношение к цели управления. Поведение объекта управляется величиной ошибки в по¬ложении объекта по отношению к стоящей цели. Яркий пример об¬ратной связи - работа термопары в холодильнике.

Понятие информации. Управление - информационный процесс. информация - "пища", "ресурс" управления. Поэтому кибернетика есть вместе с тем наука, об информации, об информационных системах и процессах. Самый исходный смысл термина "информация" свя¬зан со сведениями, сообщениями и их передачей. Бурное развитие в нашем веке телефона, телеграфа, радио, телевидения и других средств массовой коммуникации потребовало повышения эффективности про¬цессов передачи, хранения и переработки передаваемых сообщении информации.