נקודת הסתעפות - שינוי במבצע המצב היציב של המערכת

Modern מדעי פופולרי רק בספרות פופולרית קרובה משתמשת "סינרגיה" במונחים, "תורת הכאוס" ו- "נקודת הסתעפות". מגמה חדשה זו של שימוש בתאוריה הפופוליסטי של מערכות מורכבות היא לעתים קרובות תחליף משמעות רעיונית קשר של ההגדרות. נסה לא טכני ומבלבל, אבל עדיין קרוב העניין המדעי של הקורא להבהיר את המשמעות ואת המהות של מושגים אלה.

מדע מערכות של ארגון עצמי

הוראה הבינתחומי, לחקור דפוסים במערכות מורכבות מכל סוג שהוא - זה סינרגיה. נקודת הסתעפות כמו נקודת המפנה או בזמן הבחירה - מושג מפתח התאוריה של מערכות מורכבות. מערכות מורכבות סינרגטית כרוכה במושג של פתיחות (חילופי חומר, אנרגיה, מידע סביבתי) של הליניאריות (בנוכחות ריבוי נתיבים) בעל כושר פיזור (לאפס אנטרופיה עודף) ומציעה מצב ההסתעפות (לבחור או נקודת משבר). תאורית סינרגטית חלה על כל המערכות שבם יש שינויים עקביים פתאומיים, מתפתחים בזמן - ביולוגיים, חברתיים, כלכליים, פיסיים.

החמור Buridan

טכניקה נפוצה - להסביר את הדוגמות פשוט המסובכות. איורים קלסיים המתארים את מצב המערכת, מתקרבים לנקודה של הסתעפות, הוא דוגמא החמורה ז'אן בורידן המאה XIV היגיון ידוע, האמן והפילוסוף שלו. בעיות ראשוניות הן. האם הנושא של בחירה - שני צרורות של חציר. קיימת מערכת פתוחה - החמור, אשר נמצאת באותו המרחק משני החציר. משקיפים - הבעלים של החמור, וגם פילוסוף. שאלה - איזה סוג של ערמת חציר לבחור את החמור? בשנת Buridan במשל היום שלושה אנשים צופים חמור שלא יכל לעשות בחירה, כל עוד הבעלים לא להרכיב ערימה. ואף אחד לא מת מרעב.

קונספט הסתעפות מתייחס למצב כזה. הסוף משל מושמט, נתמקד המצב של בחירה בין אובייקטי שיווי המשקל. בשלב זה, כל שינוי עשוי להוביל שינוי לקראת מצב של אחד האובייקטים (למשל, חמור נרדם, התעורר, התברר להיות קרוב יותר מאחת הערימות של חציר). הסינרגיה של החמור - מערכת פתוחה מורכבת. נקודת הסתעפות - במצב של שיווי משקל תחת לפני התכנית. שינוי המיקום - ההפרעות (תנודה) של המערכת. דו שחת - משיכה, המדינה שבה המערכת תבוא לאחר חלוף נקודת ההסתעפות ולהגיע לשיווי משקל חדש.

שלוש נקודות הסתעפות יסוד

מצב מערכת מתקרב לנקודת הפיצול, מתאפיינת בשלושה מרכיבים בסיסיים: שבר, הבחירה וסידור. לפני נקודת הסתעפות המערכת נשארת המושך (רכוש המאפיין את יציבות המערכת). בנקודת הסתעפות המערכת מתאפיינת בתנודות (הפרעות, פרמטרי תנודות) הגורמות לשינוי פתאומי איכותי וכמותיים במערכת עם מבחר של משיכה חדשה, או מעבר למצב יציב חדש. ריבוי אטרקטורים אפשרי ואת התפקיד הענק של ארגון mnogovariativnost סיכוי הפתוח.

מתמטיקה מתארת נקודת הסתעפות ומופעי העובר שלה במערכת מורכבת של משוואות דיפרנציאליות עם הסט של פרמטרים ותנודות.

נקודת הסתעפות לא צפויה

מצב זה של המערכת לבחור, בצומת דרכים, בנקודת ההסתעפות של בחירה ואפשרויות מרובות לפיתוח. בהפסקות שבין bifurcations ליניארי התנהגות המערכת צפויה, והיא נקבעת על ידי גורמים ודפוסים אקראיים. אבל בנקודת הסתעפות התפקיד של אקראיות יוצא על העליונה, ואת תנודות זעירות של "הקלט" הופכת ענקיות "הפלט". בשנת נקודות ההסתעפות של התנהגות המערכת הוא בלתי צפוי, וכל תאונה תעבור אותו המשיכה חדשה. זה כמו משחק שחמט התקדמות - לאחר שיש לו הרבה אפשרויות לפיתוח אירועים.

מעבר ימינה - הסוס יאבד ...

כביש Crossroads באגדות רוסיות - תמונה בהירה מאוד עם מבחר של הלא נודע ואת המצב הבא של המערכת. ככל שאנו מתקרבים מערכת נקודת ההסתעפות כמו משתנה, ואת התנודות הקטנות יכולות להוביל ארגון חדש לחלוטין להורות באמצעות תנודות. ובנקודה זו כדי לחזות מערכת בחירה בלתי אפשרית שבר. כך הגורמים הקטנים סינרגיה די להצמיח השלכות עצומות, פתיחת השלום השברירי של כל המערכות - מהיקום כדי לבחור את חמור Buridan.

אפקט הפרפר

המערכת מגיעה להורות באמצעות תנודות, ההיווצרות של שינויים מקריים שמץ תלויים בעולם לא יציב, המטפורה של "אפקט הפרפר" משתקפת. Meteorologist ומתמטיקאי אדוארד לורנץ synergist (1917-2008) תיאר את רגישות המערכת לשינויים קטנים. תמונה זו שייכת לו, כי במכה אחת של משק כנפי פרפר באיווה יכולה לגרום למפולת של תהליכים שונים שפועלים בעונת הגשמים באינדונזיה. תמונת Vivid מייד נאספת על ידי סופרים, כתיבה אינה רומן על ריבוי האירועים. פופולריזציה של ידע בתחום זה - בעיקר בגלל הבמאי ההוליוודי אריק ברס הסרט הרווחי שלו "אפקט הפרפר".

Bifurcations וקטסטרופות

הסתעפות יכולה להיות רכה וקשה. הוא כולל bifurcations רך - הבדלים קטנים במערכת לאחר שעבר את נקודת הסתעפות. כאשר המשיכו הבדל משמעותי על קיומה של המערכת, אנו אומרים כי נקודת ההסתעפות - זה אסון. הראשונים שהנהיגו מושג כזה המדען הצרפתי רנה פדריקו טום (1923-2002). הוא תאורית מחבר קטסטרופה כמערכות bifurcations. שלה שבעה אסונות יסודיים הם שמות מאוד מעניינים: לקפל הרכבה, בולע זנב, פרפר, היפרבולית, אליפטי umbilic פרבולית.

synergetics יישומית

Synergetics ואת תורת הסתעפות לא כל כך רחוק מחיי היומיום, כמו שזה נראה. בחיי היומיום אדם עובר מאות נקודת הסתעפות של פעמים במהלך היום. המטוטלת של הבחירה שלנו - המודע או נראית לעין מודע רק - הוא מתנדנד כל הזמן. ואולי הבנה של התהליכים בארגון סינרגיסטי של העולם יעזור לנו לקבל החלטות מושכלות יותר, ללא אסונות לכת, כמו מחלק bifurcations הקטן.

היום, למיטב ידיעתנו של מדעי היסוד הגיע למצב של הסתעפות. הגילוי של חומר אפל ואת היכולת לשים את זה כדי להציל את האנושות עד לנקודה שבה שינוי בשוגג או תגלית יכול להוביל אותנו למצב שקשה לנבא. המחקר וחקר הנוכחי של החלל החיצון, התיאוריה של "חורים ארנב" ואת הידע להעצים צינור מרחב-זמן גבולות בלתי נתפס. אנחנו יכולים רק להאמין, הולכים לנקודת ההסתעפות הבאה, תנודות אקראיות לא לדחוף אנושות לתהום של אין.