1. Дайте различные толкования понятия «симметрия». 2. Что такое геометрическая симметрия (геометрическая форма симметрии)? 3. Что такое динамическая форма симметрии? 4. Что такое калибровочная симметрия? 5. Приведите упрощенную формулировку теоремы Нетер.
6. Перечислите виды переходов от одной ИСО к другой. 7. Чем обусловлена возможность перехода от одной ИСО к другой путем поворота системы координат? 8. С какой симметрией связан закон сохранения импульса? 9. С какой симметрией связан закон сохранения энергии? 10. С какой симметрией связан закон сохранения момента импульса?
11. С каким из законов сохранения связана электромагнитная калибровочная симметрия? 12. Как проявляются симметрия и асимметрия в мире живого? 13. Что такое киральная чистота живого? 14. Что такое «ложный» вакуум, чем он отличается от «истинного»? 15. Опишите кратко начальную стадию развития Вселенной с точки зрения нарушения исходных симметрий. 16. Как изменяется соотношение симметрии и асимметрии в процессе биологической эволюции?
1. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. - М.: Изд. ИЭМПЭ, 1998. 2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – Новосибирск: ЮКЭА, 1997. 3. Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания. Структурный курс основ естествознания. – М.: Учпедгиз, 1999. 4. Концепции современного естествознания./ под ред. проф. С.А. Самыгина, 2-е изд. – Ростов н/Д: «Феникс», 1999
1. Концепция самоорганизации в науке
2. Основные понятия и принципы синергетики 2.1 Открытость, нелинейность, диссипативность. 2.2 Порядок и хаос 2.3 Бифуркации и параметры порядка 2.4 Фазовое пространство и аттракторы системы
Контрольные вопросы Литература
На предыдущих лекциях при рассмотрении самых различных вопросов из разных областей естествознания мы не раз обращались к понятию самоорганизация, которое неразрывно связано с понятием эволюции систем. Теперь возникает следующая проблема: каковы механизмы самоорганизации этих систем? Концепция самоорганизации в настоящее время приобретает все большее значения, становясь парадигмой исследования обширного класса систем и процессов, происходящих в них. В 70-х годах 20-го века возникла новая наука – синергетика,механизмы самоорганизации и развития. Областью ее исследований является изучение эволюции различных структур, относительная устойчивость которых поддерживается благодаря притоку энергии и вещества извне. В основе синергетики лежит, среди прочих, важное утверждение о том, что материальные системы могут быть закрытыми и закрытыми, равновесными и неравновесными, устойчивыми и неустойчивыми, линейными и нелинейными, статическими и динамическими. Принципиальная же возможность процессов самоорганизации обусловлена тем, что в целом все живые и неживые, природные и общественные системы являются открытыми, неравновесными, нелинейными.
Возникновение синергетики связано, в основном, с именами И. Пригожина - бельгийского физика и химика И.Пригожина, лауреата Нобелевской премии 1977 г., немецкого физика Г.Хакена, другого немецкого ученого М. Эйгена (вспомним его гиперциклы), а также наших отечественных ученых Б. Белоусова и Жаботинского.
И.Пригожин, разрабатывая современную термодинамику необратимых процессов (неравновесную термодинамику) открыл явление образования упорядоченных структур из хаотического, неупорядоченного состояния системы, т.е. самоорганизацию и сформулировал теорему о минимуме производства энтропии в стационарном неравновесном состоянии. К своим идеям он пришел, анализируя специфические химические реакции, которые впервые экспериментально были изучены Б. Белоусовым и А. Жаботинским. И. Пригожин со своими сотрудниками И.Стенгерс, Г.Николисом построили математическую модель таких реакций, а также показали, что в сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса к порядку, организованности.
Г. Хакен, изучая процессы самоорганизации, происходящие в лазере, назвал новое направление исследований синергетикой, что в переводе с греческого означает совместное действие, или взаимодействие, и хорошо передает смысл и цель нового подхода к изучению явлений.
М.Эйген доказал, что открытый Ч. Дарвином принцип отбора справедлив и на микроуровне, а генезиз (происхождение жизни есть результат процесса отбора, происходящего на молекулярном уровне. Он показал, что сложные органические структуры с адаптационными характеристиками возникают благодаря эволюционному процессу отбора на основе автокатализа.
