СИНЕРГЕТИКА

Область науч. исследований, целью к-рых является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоч. временных и пространств. структур в сложных неравновесных системах разл. природы (физ., хим., биол., экологич. и др.). Возникновение организованного поведения может обусловливаться внеш. воздействиями (вынужденная организация) или являться результатом развития собств. (внутр.) неустойчивостей в системе (самоорганизация). В последнем случае процесс упорядочения связан с коллективным поведением подсистем, образующих систему. Наряду с проблемой самоорганизации С. рассматривает также и вопросы самодезорганизации — возникновения хаоса (сложного поведения) в динамич. системах. Как правило, исследуемые системы являются диссипативными открытыми системами.

Термин «С.» происходит от греч. synergetikos — совместный, согласованно действующий. С. возникла в нач. 70-х гг. 20 в. Основой С. служит единство явлений, моделей и методов, с к-рыми приходится сталкиваться при исследовании процессов «возникновения порядка из беспорядка» в химии (реакции Белоусова — Жаботинского), космологии (спиральные галактики), экологии (организация сообществ) и т. д. Примером самоорганизации в гидродинамике служит образование в подогреваемой жидкости (начиная с нек-рых градиентов темп-ры) шестиугольных ячеек Бенара (рис.) или возникновение тороидальных вихрей (вихрей Тейлора) между вращающимися цилиндрами. Пример вынужденной организации -синхронизация мод в многомодовом лазере с помощью внеш. периодич. воздействия.

Модели С.— это модели нелинейных неравновесных систем, подвергающихся действию флуктуации. В момент перехода упорядоченная и неупорядоченная фазы отличаются друг от друга столь мало, что именно флуктуации переводят одну фазу в другую. Если в системе возможно неск. устойчивых состояний, то флуктуации отбирают лишь одно из них. При анализе сложных систем, напр. в биологии или экологии, С. исследует простейшие основные модели, позволяющие понять и выделить наиболее существ. механизмы «организации порядка» (избирательную неустойчивость, вероятностный отбор, конкуренцию или синхронизацию подсистем и др.).

Структура в виде шестигранных призматических ячеек (Бенара), устанавливающихся в плоском горизонтальном слое вязкой жидкости при подогреве снизу.

Понятия и образы С. связаны, в первую очередь, с оценкой упорядоченности поведения. Это пространств. корреляция, параметр порядка, взаимная координация (синхронизация) подсистем, энтропия и др. Методы С. в значит. степени перекрываются с методами колебаний и волн теории, термодинамики неравновесных процессов, теории фазовых переходов, статистич. механики и др. Для многих задач С. построение теории сводится к созданию и анализу вероятностной модели; здесь С. заимствует методы из матем. теории стохастич. процессов.