Синергетика в биологии 2 страница

Литература

1. Пачсрлс Р.Е. Законы природы. М., 1958. С. 12.
2. Шредингер Э. Что такое жизнь. М., 1972. С. 75.
3. Фсйнмин Р. Характер физических законов. М., 1968. С. 120-121.
4. Пригпжин И. Переоткрытие времени // Вопросы философии. 1989. № 8.
5. Цит. по: Большаков Б.Е.. Минин В.Е. Взаимосвязь второго закона, принципов устойчивости неравновесия Бауэра-Вернадского и информации // Эрвпн Бауэр и теоретическая биология. Пущиио, 1993.
6. Путилон К.А. Термодинамика. М.. 1971. С. 52.
7. Кузнецоч Б.Г. К. истории применения термодинамики в биологии // Триигер К.С. Биология и информация. М., 1965.
8. Дкжрок А. Физика кибернетики // Кибернетика ожидаемая и кибернетика неожиданная. М., 1968.
9. Штсренберг М.И. Проблема Берталанфи и определение жизни // Вопросы философии. 1996. № 2.
10. Этби У.Р. Конструкция мозга. М.. 1962.
11. Рудснко А.П. Теория саморазвития открытых каталитических систем. М., 1969.
12. Цит. по: Ушаков Л. Жизнь, смерть и принцип рифмы // Химия и жизнь. 1994. № 2. \З.Ле.чшпчн К. Интервью с академиком С.С. Шварцем //Знание - сила. 1976. № 9.
14. Кузьмин М.В. Экстатическое время // Вопросы философии. 1996. № 2.
15. Вернадский В.И. Пространство и время в живой и неживой природе // Философские мысли натуралиста. М.. 1968. С. 210-296.
16. Мечен С.В. Понятие времени и типология объектов (на примере геологии и биологии) //Диалектика в науке о природе и человеке. М.,1983. С. 311-317.
17. Детлаф Т.А. Часы для изучения временных закономерностей развития животных // Конструкция времени в естествознании. М., 1996.
18. МеОникоч Б.Н. Молекулярные основы концепции биологического вида // Российский химический журнал. 1995. Т. 39. №2.
19. Беричпейн Н.А. Новые линии развития в биологии и их соотношение с кибернетикой // Вопросы философии. 1962. № 6.

ЧТО ТАКОЕ СИНЕРГЕТИКА?
Ю. А. ДАНИЛОВ, Б. Б. КАДОМЦЕВ
(Взято из книги авторов «Нелинейные волны. Самоорганизация». М., Наука, 1983.)
Ненужность строгих определений.

Первая из знаменитых «Лекций по колебаниям» Л. И. Мандельштама [1, с. 11] начинается
словами: «Совсем не легко дать определение того, что составляет предмет теории
колебаний». И далее: «Было бы бесплодным педантизмом стараться «точно» определить,
какими именно процессами занимается теория колебаний. Важно не это. Важно выделить
руководящие идеи, основные общие закономерности. В теории колебаний эти
закономерности очень специфичны, очень своеобразны, и их нужно не просто «знать», а
они должны войти в плоть и кровь» (с. 13).
Сказанное в полной мере относится и к X-науке, если под X понимать пока не
установившееся название еще не сложившегося окончательно научного направления,
занимающегося исследованием процессов самоорганизации и образования, поддержания и
распада структур в системах самой различной природы (физических, химических,
биологических и т. д.).
Что означает "синергетика"? Синергетика - лишь одно из возможных, но далеко не
единственное значение X. Термин «синергетика» происходит от греческого «синергена» -
содействие, сотрудничество. Предложенный Г. Хакеном, этот термин акцентирует
внимание на согласованности взаимодействия частей при образовании структуры как
единого целого.
Большинство существующих ныне учебников, справочников и словарей обходят неологизм
Хакена молчанием. Заглянув в энциклопедии последних изданий, мы с вероятностью,
близкой к единице, обнаружим в них не синергетику, а «синергизм» (1.Совместное и
однородное функционирование органов (например, мышц) и систем; 2. Комбинированное
действие лекарственных веществ на организм, при котором суммарный эффект превышает
действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности). Фигура умолчания
объясняется не только новизной термина «синергетика», но и тем, что X - наука,
занимаю-щаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания,
устойчивости и распада структур самой различной природы, еще далека от завершения и
единой общепринятой терминологии (в том числе и единого названия всей теории) пока
не существует.
Бурные темпы развития новой области, переживающей период «штурма и натиска», не
оставляют времени на унификацию понятий и приведение в стройную систему всей суммы
накопленных фактов. Кроме того, исследования в новой области ввиду ее специфики
ведутся силами и средствами многих современных наук, каждая из которых обладает
свойственными ей методами и сложившейся терминологией.
Параллелизм и разнобой в терминологии и системах основных понятий в значительной
мере обусловлены также различием в подходе и взглядах отдельных научных школ и
направлений и в акцентировании ими различных аспектов сложного и многообразного
процесса самоорганизации.
Синергетику Хакена легко описать: все, что о ней известно, содержится в множестве

Synergetics = {x1, x2,... xn},

где xi - i-й том выпускаемой издательством Шпрингера серии по синерге-тике [2-8].
Множество это конечно, но число элементов в в нем быстро возрас-тает. Помимо томов
серии, множество можно пополнить, включив в него
Разработанная почти полвека назад, эта программа становится особенно актуальной в наши дни существенной «делинеаризации» всей науки. Без наглядных и емких физических
образов, адекватных используемому аппарату, немыслимо построение общей теории
структур, теории существенно нелинейной.Вооружая физика концентрированным опытом
предшественников, эти образы позволяют ему преодолевать трудности, перед которыми
заведомо мог бы спасовать исследователь, полагающийся только на свои силы. В этом
отношении физические образы Л. И. Мандельштама представляют собой глубокую
аналогию со структурным подходом Э. Нётер, научившей математиков за конкретными
деталями задачи различать контуры общей схемы - математической структуры, задаваемой аксиоматически.
Суть структурного подхода, сформулированного Н. Бурбаки, звучит как парафраза
мандельштамовской программы создания нелинейной культуры: «Структуры» являются
орудиями математика; каждый раз, когда он замечает, что между элементами, изучаемыми
им, имеют место отношения, удовлетворяющие аксиомам структуры определенного типа,
он сразу может воспользоваться всем арсеналом общих теорем, относящихся к структурам
этого типа, тогда как раньше он должен был бы мучительно выковывать сам средства,
не-обходимые для того, чтобы штурмовать рассматриваемую проблему, причем их
мощность зависела бы от его личного таланта, и они были бы отягчены часто излишне
стеснительными предположениями, обусловленными особенностями изучаемой проблемы»
[17].
Следуя Р. В. Хохлову, возникновение волн и структур, вызванное потерей устойчивости
однородного равновесного состояния, иногда называют автоволновыми процессами (по
аналогии с автоколебаниями) [ 15, 18]. На первый план здесь выступает волновой характер
образования структур: независимость их характерных пространственных и временных
размеров от начальных условий (выход на промежуточную асимптотику [19]), а в некоторых случаях - от краевых условий и геометрических размеров системы.

Синергетика и кибернетика.

Задачу выяснить с общих позиций закономерности процессов самоорганизации и
образования структур ставит перед собой не только Х-наука. Важную роль в понимании
многих существенных особенностей этих процессов сыграл, например, кибернетический
подход, противопоставляемый иногда как абстрагирующийся «от конкретных
материальных форм» и поэтому противопоставляемый синергетическому подходу,
учитывающего физические основы спонтанного формирования структур.
В этой связи небезынтересно отметить, что создатели кибернетики и современной теории
автоматов могут по праву считаться творцами или предтечами Х-науки. Так, Винер и
Розенблют рассмотрели задачу о радиальнонесимметричном распределении концентрации
в сфере [21]. А. Тьюринг в известной работе [22] предложил одну из основных базовых
моделей структуро-образования и морфогенеза, породившую огромную литературу: систему
двух уравнений диффузии, дополненных членами, которые описывают реакции ме-жду
«морфогенами». Тьюринг показал, что в такой реакционно-диффузионной системе может
существовать неоднородное (периодическое в пространстве и стационарное во времени)
распределение концентраций.
В русле тех же идей - изучения реакционно-диффузионных систем - мыслил найти решение
проблемы самоорганизации и Дж. фон Нейман. По свидетельству А. Беркса,
восстановившего по сохранившимся в архиве фон Неймана отрывочным записям структуру
самовоспроизводящегося автомата, фон Нейман «предполагал построить непрерывную
модель самовоспроизведения, основанную на нелинейных дифференциальных уравнениях
в частных производных, описывающих диффузионные процессы в жидкости. В этой связи
интересно отметить, что фон Нейман получил не только математическое образование, но

и подготовку инженера-химика.
Структура и хаос.

Понятие структуры, основное для всех наук, занимающихся теми или иными аспектами
процессов самоорганизации, при любой степени общности предполагает некую
«жесткость» объекта - способность сохранять тождество самому себе при различных
внешних и внутренних изменениях. Интуитивно поня-тие структуры противопоставляется
понятию хаоса как состоянию, полностью лишенному всякой структуры. Однако, как
показал более тщательный анализ, такое представление о хаосе столь же неверно, как
представление о физическом вакууме в теории поля как о пустоте: хаос может быть
различным, обладать разной степенью упорядоченности, разной структурой.
Одним из сенсационных открытии было обнаружение Лоренцом [2] сложного поведения
сравнительно простой динамической системы из трех обыкновенных дифференциальных
уравнений первого порядка с квадратичными нелинейностями. При определенных
значениях параметров траектория системы вела себя столь запутанным образом, что
внешний наблюдатель мог бы принять ее характеристики за случайные.
Природа странного аттрактора Лоренца была изучена совместными усилиями физиков и
математиков. Как и в случае многих других моделей Х-теории, выяснилось, что система
Лоренца описывает самые различные физические ситуации - от тепловой конвекции в
атмосфере до взаимодействия бегущей электромагнитной волны с инверсно-заселенной
двухуровневой средой (рабочим телом лазера), когда частота волны совпадает с частотой
перехода [24]. Из экзотического объекта странный аттрактор Лоренца оказался довольно
быстро низведенным до положения заурядных «нестранных» аттракторов - притягивающих
особых точек и предельных циклов. От него стали уставать: легко ли обнаруживать
странные аттракторы буквально на каждом шагу!
Но в запасе у странного аттрактора оказалась еще одна довольно необычная
характеристика, оказавшаяся полезной при описании фигур и линий, обойденных некогда
вниманием Евклида,- так называемая фрактальная размерность.

Фракталы.

Мандельброт [25] обратил внимание на то, что довольно широко распространенное
мнение о том, будто размерность является внутренней характеристикой тела, поверхности,
тела или кривой неверно (в действительности, размерность объекта зависит от
наблюдателя, точнее от связи объекта с внешним миром).
Суть дела нетрудно уяснить из следующего наглядного примера. Представим себе, что мы
рассматриваем клубок ниток. Если расстояние, отделяющее нас от клубка, достаточно
велико, то клубок мы видим как точку, лишенную какой бы то ни было внутренней
структуры, т. е. геометрический объект с евклидовой (интуитивно воспринимаемой)
размерностью 0. Приблизив клубок на некоторое расстояние, мы будем видеть его как
плоский диск, т. е. как геометрический объект размерности 2. Приблизившись к клубку еще
на несколько ша-гов, мы увидим его в виде шарика, но не сможем различить отдельные
нити - клубок станет геометрическим объектом размерности 3. При дальнейшем
при-ближении к клубку мы увидим, что он состоит из нитей, т. е. евклидова размер-ность
клубка станет равной 1. Наконец, если бы разрешающая способность на-ших глаз позволяла
нам различать отдельные атомы, то, проникнув внутрь ни-ти, мы увидели бы отдельные
точки - клубок рассыпался бы на атомы, стал геометрическим объектом размерности.
Но если размерность зависит от конкретных условий, то ее можно выбирать по-разному.
Математики накопили довольно большой запас различных определений размерности.
Наиболее рациональный выбор определения размерности зависит от того, для чего мы
хотим использовать это определение. (Ситуация с выбором размерности вполне аналогична
ситуации с вопросом: «Сколько пальцев у меня на руках: 3 + 7 или 2 + 8?» До тех пор, пока
мы не вздумали надеть перчатки, любой ответ можно считать одинаково правильным. Но
стоит лишь натянуть перчатки, как ответ на вопрос становится однознач-ным: «5 + 5».)
Мандельброт предложил использовать в качестве меры «нерегулярности» (изрезанности,
извилистости и т. п.) определение размерности, предложенное Безиковичем и Хаусдорфом.
Фрактал (неологизм Мандельброта [25]) - это геометрический объект с дробной
размерностью Безиковича-Хаусдорфа. Странный аттрактор Лоренца - один из таких
фракталов.
Размерность Безиковича-Хаусдорфа всегда не меньше евклидовой и совпадает с последней
для регулярных геометрических объектов (для кривых, поверхностей и тел, изучаемых в
современном учебнике евклидовой геометрии). Разность между размерностью
Безиковича-Хаусдорфа и евклидовой - «избыток размерности» - может служить мерой
отличия геометрических образов от регу-лярных. Например, плоская траектория
броуновской частицы имеет размерность но Безиковичу-Хаусдорфу 1. больше 1, но меньше
2: эта траектория уже не обычная гладкая кривая, но еще не плоская фигура. Размерность
Безиковича-Хаусдорфа странного аттрактора Лоренца больше 2, но меньше 3: аттрактор
Лоренца уже не гладкая поверхность, но еще не объемное тело.
О степени упорядоченности или неупорядоченности («хаотичности») движения можно
судить и по тому, насколько равномерно размазан спектр, нет ли в нем заметно выраженных
максимумов и минимумов. Эта характеристика лежит в основе так называемой
топологической энтропии, служащей, как и ее статистический прототип, мерой хаотичности
движений.

Существуют и другие характеристики, позволяющие судить об упорядоченности хаоса.
Структура структуры.

Как ни парадоксально, новое направление, столь успешно справляющееся с задачей
наведения порядка в мире хаоса, существенно меньше преуспело в наведении порядка
среди структур.
В частности, при поиске и классификации структур почти не используется понятие
симметрии, играющее важную роль во многих разделах точного и описательного
естествознания.
Так же как и размерность, симметрия существенно зависит от того, какие операции
разрешается производить над объектом. Например, строение тела человека и животных
обладает билатеральной симметрией, но операция перестановки правого и левого
физически не осуществима. Следовательно, если ограничиться только физически
выполнимыми операциями, то билатеральной симметрии не будет. Симметрия - свойство
негрубое: небольшая вариация объекта, как правило, уничтожает весь запас присущей ему симметрии.
Если определение симметрии выбрано, то оно позволяет установить между изучаемыми
объектами отношение эквивалентности. Все объекты подразделяются на непересекающиеся
классы. Все объекты, принадлежащие одному и тому же классу, могут быть переведены
друг в друга надлежаще выбранной операцией симметрии, в то время как объекты,
принадлежащие различным классам, ни одной операцией симметрии друг в друга
переведены быть не могут.
Симметрию следует искать не только в физическом пространстве, где разыгрывается
процесс структурообразования, но и в любых пространствах, содержвщих "портрет"
системы.
В работе [26] предпринята попытка сформулировать требования симметрии, которым
должна удовлетворять биологическая система. По мысли автора, «существо дела здесь
состоит в эволюционном приспособлении биологических систем организмов к физическим
и геометрическим характеристикам внешнего мира, в котором они себя «проявляют».
Биомеханика движений скелета, «константности» психологии восприятия, биохимические
универсалии жизненных процессов, движения и потоки, связанные с морфогенезом,- все
это реакции отдельных видов организмов на соответствующие инвариантности,
свой-ственные геометрико-физико-химическим характеристикам внешней среды, ко-торые
организмы «сумели» идентифицировать и включить в свою филогению в процессе
эволюции. Чем больше инвариантных, регулярных свойств своего внешнего мира смог
распознать и «учесть» организм, тем больше хаоса удается ему устранить из внешней среды, что в койне концов обеспечивает его преимущества с точки зрения принятия решений, уменьшения фрустрации, доминирования и, по существу, выживания» [26, с. 183]. Классифицировать структуры можно и по степени их сложности. Однако и в этом

направлении предприняты лишь первые шаги.
Аксиоматический подход.

Сложность поведения даже простых моделей (термин «элементарных» применительно к
этим моделям так же, как и в случае элементарных частиц, отражает скорее уровень наших знаний о них, чем их истинную сложность) навела исследователей на мысль обратиться к аксиоматическому методу с тем, чтобы, следуя Гильберту, отделить существенные
особенности модели от несущественных, случайных и тем самым облегчить построение
моделей, воспроизводящих нужный режим поведения.
С. Улам [27] и другие авторы рассмотрели отображения плоскости на себя, производимые
по определенным правилам (аксиомам). Наиболее эффектным оказалось отображение,
предложенное Копуэем [28, 29],- его знаменитая игра «Жизнь».
Играют на плоскости, разбитой на квадратные клетки одного и того же размера. Каждая
клетка может находиться в одном из двух состояний: либо быть занятой (например,
фишкой), либо пустой. Начальное состояние (начальная расстановка фишек) может быть
выбрана произвольно. Последующие состояния клеток зависят от занятости соседних
клеток на предыдущем ходу. Соседними считаются восемь клеток, непосредственно
примыкающих к данной (имеющих с ней либо общую сторону - примыкание справа, слева,
сверху и снизу, либо общую вершину - примыкание по диагонали). Игра состоит из
дискретной последовательности ходов. На каждом ходу ко всем клеткам доски применяются следующие три правила (аксиомы).
I. Выживание. Клетка остается занятой на следующем ходу, если на предыдущем были
заняты две, или три соседние с ней клетки.

2. Гибель. Клетка становится свободной на следующем ходу, если на предыдущем было
занято более трех или менее двух соседних клеток (в первом случае клетка «погибает» из-за перенаселения, во втором - из- за чрезмерной изоляции).

3. Рождение. Свободная клетка становится занятой на следующем ходу, если на
предыдущем были заняты три и только три соседние клетки.

Кажущаяся простота правил Конуэя обманчива: как и простые динамиче-ские системы,
доска с расставленными на ней фишками может перейти в весьма сложные режимы,
имитирующие процессы гибели (полное уничтожение всех расставленных в начальной
позиции фишек), неограниченный рост, устойчивое стационарное состояние (система с
определенной периодичностью в пространстве), периодические по времени осцилляции.
Подробный обзор современного состояния кибернетического моделирования биологии

развития приведен в [301].
Поиски универсальной модели.

Сложность поведения простых моделей и неисчерпаемое разнообразие моделируемых
объектов наводят на мысль о поиске некоего универсального класса моделей, которые
могли бы воспроизводить требуемый тип поведения любой системы.
Рассмотрим, например, систему уравнений химической кинетики, описывающую редкую
ситуацию: досконально известный механизм m-стадийной реакции (m - число
элементарных актов), в которой принимает участие п веществ. Алгоритм выписывания
динамической системы по схеме реакции однозначно определен [31]. В таких системах
«химического типа» удалось установить существование довольно сложных режимов
(например, каталитический триггер или каталитический осциллятор). В то же время
известно, что далеко не всякую динамическую систему с полиномиальной правой частью
можно интерпретировать как описывающую некую гипотетическую химическую реакцию:
некоторые концентрации в случае произвольно заданной системы могут становить-я
отрицательными.
Возникает вопрос: всякую ли динамическую систему с полиномиальной правой частью
можно промоделировать системой типа химической кинетики? Ответ (положительный)
был получен М. Д. Корзухиным [18], доказавшим теорему об асимптотической
воспроизводимости любого режима, осуществимого в системах с полиномиальной правой
частью, системами типа химической кинетики (быть может, с большим числом
«резервуарных» переменных, концентрации которых в ходе реакции считаются
неизменными).
Вместо заключения. Мы умышленно не остановились в лекции ни на «универмаге
моделей», ни на перечислении существующих методов решения уравнений и задач
определенных типов, считая, что и то и другое слушатели сумеют почерпнуть из других
лекций. Свою задачу мы видели в том, чтобы, не впадая в излишний педантизм, очертить контуры возникающего нового направления, обратить внимание на основные идеи и
понятия.
Свою лекцию мы бы хотели закончить словами Л. И. Мандельштама: «В сложной области нелинейных колебаний еще в большей мере, чем это уже имеет место сейчас,
выкристаллизуются свои специфические общие понятия, положения и методы, которые
войдут в обиход физика, сделаются привычными и наглядными, позволят ему разбираться в сложной совокупности явлений и дадут мощное эвристическое оружие для новых
исследований.
Физик, интересующийся современными проблемами колебаний, должен, по моему мнению, уже теперь участвовать в продвижении по этому пути. Он должен овладеть уже
существующими математическими методами и приемами, лежащими в основе этих

проблем, и научиться их применять» [32].
ЛИТЕРАТУРА

1. Манделъштам Л. И. Лекции по колебаниям. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 503 с.
2. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. Wi с.
3. Synergetics. А Workshop / Ed. by И. Hakell. 3rd ел. В. etc,, 1977. 277 р.
4. Synergetics far from equilibrium/Ed. by A. Pacault, С. Vidal. В. etc,, 1978.
5. structural stability in physics/ Ed. by W. Guttinger, H.Eikenmeier. В. etс., 1978.
6. Pattern formation by dynamic systems and pattern recognition / Ed. bv H. Haken B.etc. 1979. 305p.
7. Dynamic of synergetic systems/ Ed. by H. Haken. В. etc., 1980. 271 p.
8. Choaos and order in nature /Ed. by H.Haken. B. etc. 1980. 271 p.
9. Словарь no кибернетике. Киев: Гл. ред. Укр. сов. энцикл., 1979. 621 с.
10. Улам С. Нерешенные математические задачи. М.: Наука, 1964. 161с.
11. Nonlinear partial differential equations. N. Y.: Acad. press, 1967, p. 223.
12. Николае Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир, 1979.
512 с.
13. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и
флуктуаций. М.: Мир, 1973. 280 с.
14. Гапонов-Грехов А. В., Рабинович М. И. Л. И. Мандельштам и современная теория
нелинейных колебаний и волн.- УФН, 1979, 128, № 4, с. 579-624.
15. Васильев В.А., Романовской Ю. М., Яхт В. Г. Автоволновые процессы в
распределенных кинетических системах.- УФН, 1979, 128, № 4, с. 625-666.
16. Академик Л. И. Мандельштам: К 100-летию со дня рождения.- М.: Наука, 1979, с. 107.
17. Бурбаки Н. Архитектура математики.- В кн.: Математическое просвещение. М.:
Физ-матгиз, 1959, вып. 5, с. 106-107.
18. Жаботинский А. М. Концентрационные автоколебания. М.: Наука, 1974. 178 с.
19. Баренблатт Г. И. Подобие, автомодельность и промездуточная асимптотика. Л.:
Гидрометеоиздат, 1978. 207 с.
20. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. М.: Мир, 1979, с. 13-14.
21. Романовский Ю. М., Степанова Н. В., Чернавский Ц. С. Математическое
моделирование в биологии. М.: Наука, 1975. 343 с.
22. Turing А. М. The chemical basis of morphogenesis- Phil. Trans. Roy. Soc. London В, 1952, 237, p. 37-72.
23. Нейман Дж. фон. Теория самовоспроизводящихся автоматов. М.: Мир, 1971. 382 с.
24. Рабинович М. И. Стохастические автоколебания и турбулентность.- УФК, 1978, 125, №1, с. 123-168.
25. Mandelbrot В. В. Fractals. San Francisco: W. Н. Freeman and Co., 1977. 365 p.
26. Хоффман У. Система аксиом математической биологии.- В кн.: Кибернетический
сборник. М.: Мир, 1975, вып. 12, с. 184-207.
27. Математические проблемы в биологии: Сб. статей. М.: Мир, 1962, с. 258.
28. Гарднер М. Математические досуги. М.: Мир, 1972, с. 458.
29. Эйген М., Винклер Р. Игра жизнь. М.: Наука, 1979, с. 53.
30. Аладъев В. 3. Кибернетическое моделирование биологии развития.- В кн.:
Параллельная обработка информации и параллельные алгоритмы. Таллин: Валгус, 1981, с.211-280.
31. Вольперт А..0., Худяев С. И. Анализ в классе разрывных функций и уравнения
математической физики. М.: Наука, 1975. 394 с.

32. Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний: Предисловие к первому изданию. М.: Физматгиз, 1959, с. 11-12.

СИНЕРГЕТИКА И ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В ТЕХНИКЕ, ЭКОНОМИКЕ И СОЦИОЛОГИИ
Богатырь
Гуманитарная страница Анатолия Пинского
[http://pinskij.centro.ru]

Научный коллектив кафедры систем автоматического управления ТРТУ под руководством профессора А.А.Колесникова проводит исследования в области синергетических систем управления.
Развит принципиально новый подход к синтезу систем управления нелинейными многосвязными
объектами, основанный на концепции введения притягивающих (инвариантных) многообразий-аттракторов.

На основе синергетического подхода осуществлен прорыв в трудной проблеме синтеза систем управления широким классом нелинейных многомерных объектов, что позволило впервые разработать общую теорию и методы аналитического конструирования систем скалярного, векторного, разрывного,селективно-инвариантного, многокритериального и терминального управлений нелинейными
динамическими объектами различной физической природы, в том числе и с учетом ограничений на координаты и управления.

Теория и методы синтеза синергетических систем были использованы для решения крупных прикладных задач управления, в том числе:
- впервые в мировой энергетике решена известная своей сложностью проблема синтеза многосвязных систем согласованного управления электромеханическими процессами в
турбогенераторах, которые принципиально превосходят существующие системы и обладают
предельными свойствами;

- разработан новый метод синтеза систем векторного управления общим классом
манипуляционных роботов по их полным нелинейным моделям движения.

Аналогичные результаты получены также в задачах управления нелинейными электроприводами,движущимися объектами и др.

"Информационный джинн", стремительно ворвавшись в современное общество, резко снизил "время полураспада знаний". Это непосредственно касается и сферы образования и, конечно, концепции ее информатизации.
С 1993 года прошло немногим более четырех лет, а уже остро ощущается необходимость актуализации концепций системной интеграции информационных технологий в высшей школе (редакция 1993 года), информатизации высшего образования Российской Федерации (утверждена 28 сентября 1993 года) и развита сети телекоммуникаций в системе высшего образования Российской
Федерации (утверждена 31 марта 1994 года).
Работа по актуализации этих концепций выполнена в Государственном научно-исследовательском институте системной интеграции совместно с вузами и другими организациями по поручению Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации. Разработана единая концепция информатизации общего профессионального образования.
В настоящей публикации редакция этой единой концепции приводится в изложении.
1. Цели, задачи и основные направления информатизации сферы образования России
Сегодня перед Россией стоит проблема переосмысления национальной хозяйственной деятельности, а главное изменений, которые в ней возможны и мыслимы. На все пространство ныне существующей экономической деятельности необходимо должным образом наложить пространство идей. Решение этой проблемы по плечу только населению, имеющему высокий образовательный уровень,соответствующий современным требованиям.
Общество объективно живет в режиме развития, подчиняется законам развития. Идея развития - это идея энергичная, перспективная,беспроигрышная. Для России эта идея сама по себе имеет преимущество и она мобилизует все прочие преимущества, все еще имеющиеся у страны, в том числе потенциал образования.
В Концепции информатизации высшего образования Российской Федерации (1993 г.) было объявлено, что стратегическая цель информатизации образования состоит в глобальной рационализации интеллектуальной деятельности за счет использования НИТ, радикальном повышении эффективности и качества подготовки специалистов до уровня, достигнутого в развитых странах, т.е. подготовки кадров с новым типом мышления, соответствующим требованиям постиндустриального общества.
В результате достижения этой цели в обществе должны быть обеспечены массовая компьютерная грамотность и формирование новой информационной культуры мышления путем индивидуализации образования.
Эта цель информатизации образования по своей сути является долгосрочной и потому продолжает сохранять свою актуальность.
Глобальная цель информатизации сферы образования является многофакторной, включающей в себя целый ряд целей и подцелей.
Сегодня главная цель информатизации состоит в подготовке обучаемых к полноценному и эффективному участию в бытовой, общественной и профессиональной областях жизнедеятельности в условиях информационного общества.
Кроме главной цели путем информатизации образования необходимо обеспечить достижение следующих подцелей: