Семинарское занятие № 4. Тема: Концепция самоорганизации в современном естествознании. Вопросы для обсуждения:

1. Понятие самоорганизации:

а) представления о системах в живой и неживой природе;

б) причины и условия возникновения самоорганизации;

в) самоорганизация в живой и неживой природе.

2. Синергетика – теория самоорганизации.

3. Понятие о неравновесной термодинамике, теории катастроф и критичности.

Рекомендуемая литература:

1. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / под ред. В. И. Лавриненко, В. П. Ратникова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ, 2011.

2. Рыбалов Л. Б.   Концепции современного естествознания: учеб. пособие / Леонид Борисович Рыбалов, Александр Петрович Садохин. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2010.

3. Романов В. П.   Концепции современного естествознания: учеб. пособие / Валерий Павлович Романов. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Вузовский учебник; ИНФРА-М, 2010.

4. Рузавин Г. И.   Концепции современного естествознания: учебник для вузов / Георгий Иванович Рузавин. - М.: Проспект, 2009.

5. Философия науки: учебник /под общ. Ред. С.А. Лебедева. – М., 2006.

6. Курдюмов С.П., Князева Е.Н. Основания синергетики: синергетическое мировидение. – М., 2005.

7. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. – М., 2001.

8. Кудрявцев И.К. Введение в теорию неравновесных химических систем / И.К. Кудрявцев. – М., 2000.

9. Лесков Л.В. Нелинейная Вселенная / Л.В. Лесков. – М., 2003.

10. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса / И. Пригожин, И. Стенгерс. – М., 2005.

11. Эбелинг В., Файстель Р. Хаос и Космос. Синергетика и эволюция / В. Эбелинг, Р. Файстель. – Ижевск, 2005.

Темы докладов и рефератов:

1. Синергетика - ее значение в настоящее время.

2. Самоорганизация в живой и неживой природе.

Письменные домашние задания:

1.Письменно в тетради осветить вопросы:

1.1. Дать определение порядка и хаоса и описать происхождение порядка из хаоса. (Письменно!)

1.2. Привести пример любой открытой системы и описать её развитие через известный алгоритм. (Письменно!)

2.Работа с тестами - выберите правильный ответ.

2.1. Во второй половине XX века в научном мировоззрении появилась идея самоорганизации материи. Какие из ниже приведенных теорий основываются на концепции самоорганизации?

• Химическая кинетика

• Неравновесная термодинамика

• Равновесная термодинамика

• Синергетика

2.2. Во второй половине XX в. в научном мировоззрении появилась идея самоорганизации материи. Найдите определения, соответствующие понятию «самоорганизация».

• Это самопроизвольный переход от менее сложной к более сложной и упорядоченной форме организации материи

• Это стремление к разрушению спонтанно возникшей упорядоченности

• Это переход с состоянию более высокого значения энтропии

• Это превращение хаоса в порядок

2.3. Самоорганизация – это самопроизвольный переход от менее сложных к более сложным и упорядоченным формам организации материи. Укажите условия, необходимые для самоорганизации:

• Системы должны быть неравновесными

• Самоорганизующиеся системы должны быть изолированными

• Самоорганизующиеся системы должны быть открытыми

• Все системы, в которых происходит самоорганизация, нелинейны

2.4. В изолированной системе процессы протекают самопроизвольно в направлении…

• Уменьшения энтропии

• Роста энтропии

• Увеличения энтальпии системы

• Увеличения энергии Гиббса

2.5. Вспомнив условия, необходимые для процессов самоорганизации, укажите самоорганизующиеся системы.

1. Запаянная ампула с веществом

2. Человеческий коллектив

3. Живой организм

4. Термос с водой

2.6. В открытой системе при постоянной температуре и давлении процессы протекают самопроизвольно в направлении…

• Роста энтропии

• Возрастания энтальпии системы

• Уменьшения энергии Гиббса

• Увеличения энергии Гиббса

Практические задания для самопроверки.

1. Выберете правильное определение:

а) Самоорганизацией называют искусственное контролирование открытых неравновесных систем, достигших в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состояние.

б) Самоорганизацией называют природные скачкообразные процессы, переводящие открытую диссипативную неравновесную систему, достигшую в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состояние с более высоким уровнем сложности по сравнению с исходным.

в) Самоорганизацией называют термодинамику и синергетику.

2. Перечислите основные характеристики открытых сложных самоорганизующихся систем. Раскройте смысл этих характеристик.

Основные характеристики	Определение
Открытость	???
Неравновесность	???
???	???
???	???
???	???
???	???

4. Закончите предложение. “Диссипативность — это …”

5. Вставьте нужный по значению термин: “ … - разветвление, раздвоение в траектории развития системы в определенной точке”.

6. Используя следующие понятия, составьте схему (алгоритм) развития открытой системы в живой и неживой природе: существующая первоначальная система; флуктуация; новая система; распад системы; новое стационарное состояние; возврат к прежнему первоначальному состоянию; потеря устойчивости; создание диссипативной структуры; точка бифуркации; возврат к прежней системе.

8. Опишите этапы развития сложной системы. Почему не всегда сбываются прогнозы о развитии таких систем?