Лекция: Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма

Синергетика — теория самоорганизации
Междисциплинарный характер синергетики

Самоорганизация в природных и социальных системах как самопроизвольное возникновение упорядоченных неравновесных структур в силу объективных законов природы и общества

Примеры самоорганизации в простейших системах: ячейки Бенара, реакция Белоусова-Жаботинского, спиральные волны

Необходимые условия самоорганизации: неравновесность и нелинейность системы
Признак неравновесности системы: протекание потоков вещества, энергии, заряда и т.д.
Диссипация (рассеяние) энергии в неравновесной системе

Диссипативная структура — неравновесная упорядоченная структура, возникшая в результате самоорганизации

Пороговый характер (внезапность) явлений самоорганизации

Точка бифуркации как момент кризиса, потери устойчивости

Синхронизация частей системы в процессе самоорганизации

Понижение энтропии системы при самоорганизации

Повышение энтропии окружающей среды при самоорганизации

Универсальный эволюционизм как научная программа современности, его принципы:

— всё существует в развитии;

— развитие как чередование медленных количественных и быстрых качественных изменений (бифуркаций);

— законы природы как принципы отбора допустимых состояний из всех мыслимых;

— фундаментальная и неустранимая роль случайности и неопределенности;

— непредсказуемость пути выхода из точки бифуркации (прошлое влияет на будущее, но не определяет его);

— устойчивость и надежность природных систем как результат их постоянного обновления

5. ПАНОРАМА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Космология (мегамир)

Космология — наука о Вселенной в целом, ее строении, происхождении и эволюции
Космологические представления Аристотеля: шарообразная неоднородная Вселенная
Геоцентрическая система мира Птолемея
Гелиоцентрическая система мира Коперника

Ньютоновская космология: безграничная, бесконечная, однородная и неизменная Вселенная

Общая теория относительности как теоретическая основа современной научной космологии

Вселенная Эйнштейна: однородна, изотропна и равномерно заполнена материей, преимущественно в форме вещества

Космологическая модель Фридмана: Вселенная нестационарна
Наблюдаемая однородность Вселенной в очень больших масштабах
Наблюдательное подтверждение нестационарности Вселенной: красное смещение в спектрах галактик, возникающее благодаря эффекту Доплера при их удалении от наблюдателя (разбегание галактик)

Закон Хаббла: скорость разбегания галактик пропорциональна расстоянию до них
Постоянная Хаббла

Возраст Вселенной — понятие (время, прошедшее с момента начала расширения) и современные оценки (12-15 млрд. лет)
Понятие о космологической сингулярности

Общая космогония (структуры мегамира)

Космогония — наука о происхождении и развитии космических тел и их систем
Основной космогонический сценарий: гравитационная конденсация рассеянного вещества
Основные методы звёздной космогонии:

— построение теоретических моделей строения и эволюции звёзд

— наблюдение большого числа звёзд, находящихся на разных стадиях эволюции
Процессы, обеспечивающие свечение звёзд: гравитационное сжатие, термоядерный синтез, охлаждение горячих недр

Основные характеристики звёзд: спектр излучения, температура поверхности, светимость, размер, масса

Диаграмма Герцшпрунга—Рессела, основные области на ней:

— главная последовательность

— гиганты и сверхгиганты

— белые карлики

Основные этапы эволюции звезды:

— гравитационное сжатие (протозвезда)

— термоядерное «горение» водорода (звезда главной последовательности)

— потеря устойчивости после исчерпания запасов водорода в центре звезды (раздувание и сбрасывание внешних слоев, гравитационный коллапс, вспышка Сверхновой)

Конечные стадии эволюции звёзд: белые карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры
Солнце — нормальная звезда главной последовательности, его возраст
Солнечное излучение, солнечный ветер
Происхождение химических элементов

Происхождение Солнечной системы (структуры мегамира)

Состав Солнечной системы: планеты, карликовые планеты, астероиды, кометы, метеороиды

Основные особенности устройства Солнечной системы:

— подавляющая часть массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце, а не в планетах

— подавляющая часть количества вращательного движения (момента импульса) Солнечной системы принадлежит планетам, а не Солнцу

— орбиты всех планет лежат практически в одной плоскости (плоскости эклиптики), совпадающей с плоскостью солнечного экватора

— все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении («прямом»)

— большинство планет вращается вокруг своих осей в том же направлении («прямом»)

— ближайшие к Солнцу планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) — сравнительно небольшие, каменистые

— более удалённые планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) — большие, содержащие много лёгких летучих веществ

Гипотеза Канта — Лапласа о происхождении Солнечной системы (гравитационное сжатие вращающейся туманности), объясняемые ею особенности устройства Солнечной системы
Современные представления о формировании Солнечной системы как сложном комплексе разнообразных процессов