Bifurkatsiya nuqtasi - tizimning barqaror holatining o'zgarishi

Mundarija:

Bifurkatsiya nuqtasi - tizimning barqaror holatining o'zgarishi
Bifurkatsiya nuqtasi - tizimning barqaror holatining o'zgarishi
Anonim

Zamonaviy ommabop ilmiy va ommabop adabiyotlarda koʻpincha "sinergiya", "xaos nazariyasi" va "bifurkatsiya nuqtasi" atamalaridan foydalaniladi. Murakkab tizimlar nazariyasidan populistik foydalanishning ushbu yangi tendentsiyasi ko'pincha ta'riflarning kontseptual va kontekstual ma'nosini almashtiradi. Keling, qiziqqan o'quvchiga ushbu tushunchalarning ma'nosi va mohiyatini tushuntirishga bema'ni emas, balki ilmiy jihatdan yaqinroq bo'lishga harakat qilaylik.

bifurkatsiya nuqtasi hisoblanadi
bifurkatsiya nuqtasi hisoblanadi

Fan va oʻz-oʻzini tashkil etuvchi tizimlar

Har qanday tabiatdagi murakkab tizimlardagi naqshlarni o'rganuvchi fanlararo ta'limot sinergetikadir. Burilish nuqtasi yoki tanlov momenti sifatida bifurkatsiya nuqtasi murakkab tizimlarning xatti-harakatlari nazariyasidagi asosiy tushunchadir. Murakkab tizimlarning sinergetik kontseptsiyasi ularning ochiqligini (materiya, energiya, atrof-muhit bilan ma'lumot almashish), rivojlanishning chiziqli emasligini (ko'plab rivojlanish yo'llarining mavjudligi), dissipativlikni (ortiqcha entropiyaning chiqishi) vabifurkatsiya holati (tanlov yoki inqiroz nuqtasi) ehtimoli. Sinergetika nazariyasi vaqt o'tishi bilan rivojlanadigan ketma-ketlik va spazmodik o'zgarishlar - biologik, ijtimoiy, iqtisodiy, jismoniy bo'lgan barcha tizimlar uchun qo'llaniladi.

bifurkatsiya nuqtasida tizim
bifurkatsiya nuqtasida tizim

Buridanning eshagi

Umumiy texnika murakkab narsalarni oddiy misollar bilan tushuntirishdir. Bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashayotgan tizimning holatini tavsiflovchi klassik illyustratsiya 14-asrning mashhur mantiqchisi Jan Buridanning eshak, uning xo'jayini va faylasuf bilan bo'lgan misolidir. Bu boshlang'ich vazifalar. Tanlov mavzusi bor - ikki quchoq pichan. Ochiq tizim mavjud - eshak, ikkala pichandan bir xil masofada joylashgan. Kuzatuvchilar eshakning ustasi va faylasufdir. Savol shuki, eshak qaysi hovuch pichanni tanlaydi? Buridanning masalida, odamlar uch kun davomida eshakni tomosha qilishdi, u xo'jayin uylarni bog'lamaguncha tanlov qila olmadi. Hech kim ochlikdan o'lmagan.

Bifurkatsiya tushunchasi vaziyatni quyidagicha izohlaydi. Biz masalning oxirini qoldirib, muvozanat ob'ektlari orasidagi tanlov holatiga e'tibor qaratamiz. Hozirgi vaqtda har qanday o'zgarish vaziyatning ob'ektlardan biriga siljishiga olib kelishi mumkin (masalan, eshak uxlab qoldi, uyg'ondi, pichan uyumlaridan biriga yaqinroq edi). Sinergetikada eshak murakkab ochiq tizimdir. Bifurkatsiya nuqtasi - muvozanatni tanlashdan oldin eshakning holati. Lavozimning o'zgarishi - bu tizimning buzilishi (to'lqinlanishi). Ikkita pichan uyasi esa attraktorlar bo‘lib, tizim bifurkatsiya nuqtasidan o‘tib, yangi muvozanat holatiga erishgandan so‘ng keladigan holat.

sinergetikaning bifurkatsiya nuqtasi
sinergetikaning bifurkatsiya nuqtasi

Uchta asosiy bifurkatsiya nuqtasi

Bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashayotgan tizim holati uchta asosiy komponent bilan tavsiflanadi: sinish, tanlash va tartiblash. Bifurkatsiya nuqtasidan oldin tizim attraktorda (tizimning barqarorligini tavsiflovchi xususiyat). Bifurkatsiya nuqtasida tizim tebranishlar (buzilishlar, indikatorlarning tebranishlari) bilan tavsiflanadi, bu esa yangi attraktorni tanlash yoki yangi barqaror holatga o'tish bilan tizimning sifat va miqdoriy keskin o'zgarishiga olib keladi. Mumkin bo'lgan jalb qiluvchilarning ko'pligi va tasodifiylikning katta roli tizimni tashkil etishning ko'p o'zgaruvchanligini ochib beradi.

Matematika bifurkatsiya nuqtalari va uning tizim tomonidan oʻtish bosqichlarini barcha parametrlar va tebranishlarning koʻpligi bilan murakkab differentsial tenglamalarda tasvirlaydi.

bifurkatsiya nuqtasi hisoblanadi
bifurkatsiya nuqtasi hisoblanadi

Baxtsiz bifurkatsiya nuqtasi

Bu tizimning tanlovdan oldingi, chorrahadagi, bir nechta tanlash va ishlab chiqish variantlari ajralish nuqtasidagi holati. Bifurkatsiyalar orasidagi intervallarda tizimning chiziqli harakati oldindan aytib bo'ladi, u tasodifiy va muntazam omillar bilan belgilanadi. Ammo bifurkatsiya nuqtasida tasodifning roli birinchi o'rinda turadi va "kirish"dagi ahamiyatsiz tebranish "chiqish" da katta bo'ladi. Bifurkatsiya nuqtalarida tizimning xatti-harakati oldindan aytib bo'lmaydi va har qanday imkoniyat uni yangi jalb qiluvchiga o'tkazadi. Bu shaxmat o'yinidagi harakatga o'xshaydi - undan keyin voqealarni rivojlantirish uchun ko'plab variantlar mavjud.

bifurkatsiya nuqtalaridatizim harakati
bifurkatsiya nuqtalaridatizim harakati

O'ngga borsang, otingni yo'qotasan…

Rus ertaklaridagi chorraha - tanlov va tizimning keyingi holatining noaniqligi bilan juda yorqin tasvir. Bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashganda, tizim tebranishga o'xshaydi va eng kichik tebranish fluktuatsiya orqali tartibni butunlay yangi tashkilotga olib kelishi mumkin. Va bu burilish nuqtasida tizimni tanlashni oldindan aytib bo'lmaydi. Shunday qilib, sinergetikada mutlaqo kichik sabablar ulkan oqibatlarga olib keladi va barcha tizimlar rivojlanishining beqaror dunyosini ochadi - Koinotdan tortib Buridan eshagini tanlashgacha.

Kapalak effekti

Tizimning tebranish orqali tartibga kelishi, eng kichik tasodifiy oʻzgarishlarga bogʻliq boʻlgan beqaror dunyoning shakllanishi kapalak effekti metaforasida aks ettirilgan. Meteorolog, matematik va sinergetik Edvard Lorents (1917-2008) tizimning eng kichik o'zgarishlarga nisbatan sezgirligini tasvirlab berdi. Ayovadagi kapalak qanotining bir zarbasi Indoneziyada yomg'irli mavsumda tugaydigan turli jarayonlarning ko'chkisini keltirib chiqarishi mumkin, degan uning fikri. Voqealar ko'pligi mavzusida bir nechta romanlar yozgan yozuvchilarning yorqin tasviri darhol o'ziga tortildi. Bu sohadagi bilimlarni ommalashtirish, asosan, Gollivud rejissyori Erik Bressning “Kapalak effekti” filmi bilan qilgan xizmatidir.

bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashayotgan tizimning holati bilan tavsiflanadi
bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashayotgan tizimning holati bilan tavsiflanadi

Bifurkatsiyalar va falokatlar

Bifurkatsiyalar yumshoq yoki qattiq bo'lishi mumkin. Yumshoq bifurkatsiyalarning xususiyati bifurkatsiya nuqtasidan o'tgandan keyin tizimdagi kichik farqlardir. Attraktor bor bo'lgandatizimning mavjudligida sezilarli farqlar, keyin ular bu bifurkatsiya nuqtasi falokat deb aytishadi. Bu tushunchani birinchi marta fransuz olimi Rene Federik Tom (1923-2002) kiritgan. U, shuningdek, tizimlarning bifurkatsiyasi sifatidagi falokatlar nazariyasining muallifi. Uning ettita elementar falokatlari juda qiziq nomlarga ega: burma, burma, qaldirg'och dumi, kapalak, giperbolik, elliptik va parabolik kindiklar.

Applied Synergetics

Sinergetika va bifurkatsiya nazariyasi tuyulishi mumkin bo'lgan kundalik hayotdan unchalik uzoq emas. Kundalik hayotda odam kun davomida bifurkatsiya nuqtasidan yuzlab marta o'tadi. Biz tanlagan mayatnik - ongli yoki faqat ongli ko'rinadigan - doimo tebranadi. Va, ehtimol, dunyoni sinergetik tashkil etish jarayonlarini tushunish bizga falokatlardan qochib, lekin kichik bo'linishlar bilan shug'ullanib, oqilona tanlov qilishimizga yordam beradi.

tizimning bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashayotgan holati
tizimning bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashayotgan holati

Bugungi kunda fundamental fanlar haqidagi barcha bilimlarimiz bifurkatsiya nuqtasiga yetdi. Qorong'u materiyaning kashf etilishi va uni saqlab qolish qobiliyati insoniyatni tasodifiy o'zgarish yoki kashfiyot bizni oldindan aytish qiyin bo'lgan holatga olib kelishi mumkin bo'lgan nuqtaga olib keldi. Kosmosni zamonaviy tadqiq qilish va tadqiq qilish, quyon teshiklari nazariyalari va fazo-vaqt quvurlari bilim imkoniyatlarini tasavvur qilib bo'lmaydigan chegaralarga kengaytiradi. Faqat keyingi bifurkatsiya nuqtasiga yaqinlashib, tasodifiy tebranish insoniyatni yo'qlik tubsizligiga itarib yubormasligiga ishonishgina qoladi.

Tavsiya: