Самоорганизация и неравновесные
процессы в физике, химии и биологии
 Мысли | Доклады | Самоорганизация 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   

Ю.Л. Климонтович. Динамика неоднозначности
от 01.03.05
  
Доклады


Мы должны знать, что высота отвлечения расширяет условный круг настоящего времени, этот рабский призрак человеческого духа, и под грозные завывания трубы: несть времени! - должны подняться на такую высоту, чтобы кругозор настоящего обладал лучом в сотни лет на прошлое и будущее пространства - В. Хлебников. Доски судьбы

При исследовании восприятия могут проявиться объединяющие факторы. Именно, неупорядоченные в начале сенсорные стимулы, начинают коррелировать и организуются в мозгу в упорядоченные когерентные структуры, которые затем и превращаются в мысль
Caglioti G. Dynamics of Ambiguity. Berlin, Springer Verlag, 1992

Популярная книга Джузеппе Кальоти  - Динамика неоднозначности - издана уже на итальянском (1982,1986), немецком (1990) и английском (1992) языках. Проф. В.А. Копцик подготовил перевод этой книги на русский язык. Английскому изданию предпослано предисловие проф. Г. Хакена - основателя и страстного пропагандиста нового междисциплинарного направления Синергетика. Его книги изданы на русском языке и хорошо известны многим специалистам. К готовящемуся русскому изданию предисловие написал проф. И. Пригожин - один из основателей теории самоорганизации. Он в частности ввел столь популярный ныне термин диссипативные структуры, подчеркивающий конструктивную роль диссипации в процессах самоорганизации. Его имя уже в течение многих лет хорошо известно нашим читателям. И тот, и другой высоко оценивают книгу Джузеппе Кальоти и горячо рекомендуют ее читателям. О чем же эта книга, заслужившая столь высокую оценку? Эта книга прежде всего о связи и соотношении в современном мире науки и искусства или, как теперь говорят, о связи двух культур. Богатство ее содержания иллюстрируют название глав и отдельных разделов. Вот лишь некоторые на них: Неоднозначности во взаимоотношениях человека и природы; Симметрия, простота и порядок; Симметрия, информация и неоднозначность в квантовой физике и в дизайне; Симметрия и ее нарушения в науке, восприятии и в искусстве; Энтропия и информация. Dynamics of Ambiguity. (Для русского издания переводчик предлагает термин динамика неоднозначности, однако содержание авторского названия значительно шире. Оно подчеркивает и двусмысленность (неоднозначность) и неясность многих наших суждений и выводов, наши сомнения перед выбором того или иного решения). Роль нарушения симметрии в поэзии, музыке и в изобразительном искусстве. Музыкальность стихов Виргилия. Неоднозначность суждений самого автора проявляется в частности в эволюции заголовков одной и той же книги. На итальянском языке книга выходила с названием - Нарушения симметрии в науке и искусстве, на английском языке - Dynamics of Ambiguity. Для издания на русском языке переводчик предлагает название - От восприятия к мысли - с подзаголовком - О динамике неоднозначности и нарушениях симметрии в науке и искусстве. Нет сомнений, что книги подобного рода, особенно написанные специалистом столь высокого уровня и прекрасно иллюстрированные, вызывают широкий отклик у многочисленных читателей. Это, разумеется, не снимает многочисленные вопросы, которые возникают при ее чтении. Какой же смысл вкладывает автор в термины - неоднозначность, от восприятия к мысли? Он иллюстрирует этот термин на примерах фазовых переходов, когда по мере приближения к точке бифуркации, в частности при фазовых переходах второго рода, стоит выбор пути дальнейшей эволюции. Следует, однако, отметить, что при наличии достаточной информации о структуре системы, такого рода неоднозначность может быть снята путем соответствующего выбора начальных условий - направить лошадь по желаемому пути. В сложных случаях на первый план может выступить не неоднозначность, а непредсказуемость, т.е. отсутствие достаточной информации. Как же автор трактует переход от восприятия к мысли. На с.2-3 перевода читаем: При исследовании восприятия могут проявиться объединяющие факторы. Именно, неупорядоченные в начале сенсорные стимулы, начинают коррелировать и организуются в мозгу в упорядоченные когерентные структуры, которые затем и превращаются в мысль. Короче это можно выразить словами: переход от восприятия к мысли - это переход от менее упорядоченного состояния мозга к более упорядоченному его состоянию. Это, разумеется, очень красивая схема. Остается, однако, открытым вопрос, насколько эта картина отвечает реальности. На него нет ответа в книге, поскольку в ней не рассматриваются объективные критерии относительной степени упорядоченности, позволяющие отличить более упорядоченное состояние от менее упорядоченного - отличить порядок от хаоса. Без таких критериев в процессе эволюции сложных систем затруднительно отличить процесс деградации от процесса самоорганизации. Это, конечно, не упрек автору книги, так как вопрос о критериях самоорганизации возник сравнительно недавно. В частности, еще нет достаточно полного анализа сравнительной эффективности различных критериев. Ясно, однако, что использование такого рода объективных критериев может значительно уменьшить многозначность наших суждений о сложных процессах связи восприятия и мысли, связи науки и искусства в частности в вопросе оценки влияния искусства на человека. Среди известных критериев самоорганизации в последнее время все большую роль начинает играть критерий, предложенный в работах [1-4] (см. также [5-8]). Этот критерий в [1] был назван S теорема. Буква S происходит от слова Selforganization. В работе [1] он был сформулирован на примере самоорганизации в генераторе Ван дер Поля в процессе перехода от равновесного состояния к режиму развитой генерации. В работе [2] на его основе была продемонстрирована большая упорядоченность стационарного турбулентного течения в трубе по сравнению со степенью упорядоченности соответствующего ламинарного течения Пуазейля (см.также [6,9]). В работе [3] было показано, что по критерию S теорема возможно сравнение относительной степени упорядоченности непосредственно по экспериментальным данным. После этого последовала серия работ различных групп исследователей с целью определения по этому критерию относительной степени упорядоченности работы различных органов человека: дыхательных органов при введении факторов, нарушающих ритм дыхания; при нарушении перистальтики вследствие тех или иных воздействий; при нарушениях равновесия человека; различий в откликах на стрессы по анализу кардиограмм мужчин и женщин и, наконец, анализ изменений относительной степени хаотичности состояний организма на основе анализа энцeфалограмм. Последняя возможность анализа относительной степени упорядоченности состояний организма имеет прямое отношение к вопросу о процессах перехода от восприятия к мысли. Именно, на основе анализа энцифалограмм в различных этапах этого процесса по этому критерию можно проверить справедливость утверждения Джузеппе Кальоти об увеличении степени упорядоченности при рождении мысли. При этом возможен целый комплекс экспериментальных исследований скорости рождения мысли, различия этого процесса для мужчин и женщин, о различиях воздействий искусства на состояния организма людей и т.д. Естественно, что решение такой сложной проблемы возможно лишь при объединении усилий разных групп исследователей. Нет сомнения, что книга Джузеппе Кальоти будет способствовать такому объединению усилий. Уже одно это оправдывает ее публикацию на русском языке
Ю.Л. Климонтович. УФН. Ноябрь. 1993 г. т.163, 11
http://ufn.ru/ru/articles/1993/11/h/
Список литературы
1. Ю.Л. Климонтович. Письма ЖТФ.1983,9,1412
2. Ю.Л. Климонтович. Письма ЖТФ.1984,10,80
3. Klimontavich Y.L. Physica В.1987,66,125
4. Ю.Л. Климонтович. Письма ЖТФ.1988,14,2226
5. Ebeling W., Klimontovich Y.L. Selforganization and Turbulence in Liquids. Leipzig, Teubner,1984
6. Ю.Л. Климонтович. Проблемы статистической теории открытых систем:критерии относительной степени упорядоченности состояний в процессах самоорганизации. УФН,158,59
7. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М.,Мир,1991
8. Ю.Л. Климонтович.Турбулентное движение и структура хаоса. М., Наука, 1990
9. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.М., Прогресс, 1986
http://data.ufn.ru//ufn93/ufn93_11/097.pdf
10. Ю.Л. Климонтович. Введение в физику открытых систем. 1.14. От восприятия к мысли
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_231.htm
Ю.Л. Климонтович.Критерии относительной степени упорядоченности или хаотичности
http://www.nonlin.awse.ru/2002/43.pdf
Мне доставляет большое удовольствие написать несколько слов в качестве введения к прекрасной книге Джузеппе Кальоти о динамике неоднозначного и нарушениях симметрии в науке и искусстве. С самого начала она поражает богатством содержания, которое далеко выходит за пределы обозначенной темы. Слово динамика заставляет нас думать о физике или, конкретнее, о науке движения. Фактически эта наука началась с формулировки законов динамики Ньютоном почти три века тому назад. Но проблема неоднозначного, исследуемая в работе Кальоти, значительно шире термина, вынесенного в название книги. Кальоти анализирует понятие неоднозначности как на уровне восприятия, так и на художественном и культурном уровнях.
Многие авторы отмечали существующую пропасть между наукой и культурой. Можно утверждать, что в наше время, характеризуемое лавиной научных знаний, этот разрыв представляет большую опасность. Однако диалог между наукой и обществом не может быть односторонним. Необходимо, чтобы ученые со своей стороны проявляли интерес ко всем проблемам существования человечества. Более того, они должны показать ложность утверждения Хайдеггера о тенденции науки к замкнутости или к жажде власти над природой. Хайдеггер заявил, что наука не думает. Исследование профессора Кальоти доказывает обратное. Через призму неоднозначного он фактически анализирует центральную проблему нашего времени.
Мы сейчас переживаем момент большого недоверия как к технологии, так и к науке. Основным фактором его формирования, как мне кажется, была научная революция XX века, связанная с открытием теории относительности и квантовой механики.
Духовную культуру человечества создают его язык, наука, искусство, его верования, традиции, обычаи, социальные, национальные, гражданские, семейные и иные отношения. Материальную культуру представляют сумма технологий, которой владеет человечество, производственные процессы и их плоды - преобразуемая с их помощью материальная природная и социальная среда.
Общую основу всех материальных и духовных процессов в природе составляет их специфическая структурная и системная организация или самоорганизация, возникающая на определенном этапе развития так называемых открытых систем.
Предлагаемая вниманию читателя книга известного итальянского физика проф. Дж. Кальоти представляет увлекательный рассказ о процессах самоорганизации, в ходе которых воспринимаемая нашими органами чувств информация преобразуется в зрительные (и иные) образы, представления и мысли; о том, что роднит современную науку и искусство, художественные и научные формы восприятия, творчества, познания и мышления.
Для ответа на эти и связанные с ними вопросы автор привлекает методы и данные синергетики и теории самоорганизации диссипативных структур, квантовой физики, атомной и молекулярной спектроскопии, динамики и термодинамики, психологии, эстетики, теории структурных фазовых переходов и критических явлений, структурной лингвистики и семиотики, современной теории информации и теории симметрии. Два итальянских, немецкое и английское издания книги проф. Дж. Кальоти завоевали широкую известность. Готовится ее перевод на японский язык.
Теперь и русскоязычный читатель сможет ознакомиться с уникальной работой проф. Джузеппе Кальоти, лежащей на стыке науки и искусства и столь высоко оцененной корифеями современной нелинейной науки проф. Ильей Пригожиным и проф. Германом Хакеном - основателями новой научной парадигмы.
Джузеппе Кальоти. От восприятия к мысли: О динамике неоднознач. и нарушениях симметрии в науке и искусстве. Мир, 1998г. 224с.
http://urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&blang=ru&page=Book&id=154129
http://etnoportal.ru/blog/skachat/30108.html
Итальянский ученый-физик Дж. Кальоти (c.14) относит симметрию к факторам, объединяющим (унифицирующим) науку и искусство наряду с энтропией, информацией, неоднозначностью и порядком. Описание категории неоднозначного в отношениях между человеком и окружающих его природных структур в исследовании Дж. Кальоти предваряется рассуждениями о сущности таких категорий, как симметрия и порядок. Вслед за Р. Арнхеймом, подробно рассмотревшим категориальную оппозицию
порядок-беспорядок, Дж. Кальоти не считает категории симметрии и порядка эквивалентными. Порядок предполагает существование простейшей, наиболее симметричной, наиболее регулярной формы. Таким образом, к категориальной паре симметрия и порядок добавляется категория простоты. Если у Р. Арнхейма понятия порядка и простоты очень близки, то Дж. Кальоти высказывает мнение о том, что понятия порядка и простоты не должны идентифицироваться с симметрией. Итальянский исследователь описывает и определяет симметрию как инвариантность при преобразованиях объектов (c.24). Рассуждая о высших формах симметрии, Дж. Кальоти разделяет мнение А.В. Шубникова и В.А. Копцика о том, что поведение симметрии как функции состояния изолированной системы коррелирует с поведением ее энтропии. Наивысшая симметрия достигается в состоянии равновесия систем. Дж. Кальоти считает, что наивысшая симметрия достигается при наибольшей энтропии и, следовательно, при наибольшем беспорядке (c.24)
http://www.lib.tsu.ru/mminfo/000349304/12/image/12-030.pdf
Уже на заре своей культуры человечество имело представление о симметрии и осуществляло ее в рисунке и в предметах быта. Симметрию, дословно - соразмерность, древнегреческие философы рассматривали как частный случай гармонии - согласования частей в рамках целого. Современная наука определяет симметрию как закон строения структурных объектов, точнее как группы допустимых преобразований элементов, сохраняющих качественную целостность рассматриваемых систем. Методы системно-структурных исследований, опирающиеся на моделирование и математический аппарат теории групп, доминируют в современном естествознании. Эти методы применяются теперь и к анализу продуктов духовного творчества человека - произведений науки, литературы и искусства, поскольку последние обладают определенной структурой...
Прежде всего - об определении понятия симметрии. Это понятие содержит два противоречивых момента: преобразования (изменения) и сохранения (инварианта). Сохраняющееся при изменении есть инвариант; совокупность преобразований, сохраняющих нечто инвариантным, есть его группа симметрии. Теория симметрии принимает, что все преобразования совершаются на уровне элементов, эквивалентных в том или ином отношении. Сохраняется же целое, совокупность элементов и их структурных связей, образующих целостную систему. Различное выделение структурных подуровней у одного и того же обьекта приводит к различному определению его групп симметрии. Поэтому мы определяем симметрию как закон строения структурных обьектов, точнее - как группы автоморфизмов, сохраняющих качественную целостность рассматриваемых систем...
Мы будем называть группой симметрии любого целостного структурного объекта, состоящего из элементов, эквивалентных в смысле относительного равенства, максимально высокую группу преобразований автоморфизма, отображающих этот объект на себя. Таким образом мы определяем симметрию как закон строения структурных объектов или, точнее, как группу допустимых преобразований, сохраняющих структурную целостность рассматриваемых систем.
В природе нет бесструктурных объектов. Понятие симметрии относится к тем из них, которые состоят из эквивалентных в смысле относительного равенства взаимосвязанных элементов, образующих целостные системы. Эквивалентными элементами геометрических целостных систем являются точки, прямые, плоскости, поверхности, фигуры, связанные друг с другом определенными отношениями. В материальных объектах эквивалентными элементами целостных систем служат системы элементарных частиц и античастиц - электронов, протонов, нейтронов и т.д.; их цветные модификации, отличающиеся друг от друга только фазовыми характеристиками; эквивалентные атомы, ионы, молекулы; силовые линии физических полей и т.д. и т.п. Из названных элементов при определенных условиях образуются целостные взаимосвязанные комплексы (системы), которые, в свою очередь, могут рассматриваться как элементы еще более сложных материальных систем.
Достаточная общность категории структуры, выступающей в качестве инвариантного аспекта системы, принципиальная возможность выделения в целом эквивалентных (в том или ином отношении) частей определяют столь же общее значение для современного естествознания и искусствознания понятия симметрии. При этом речь может идти не только о симметрии материальных объектов, но и о симметрии систем понятий и теорий, отображающих структуру реального мира. Хорошо об этом сказано в предисловии к книге Г. Вейля Симметрия: Симметрия устанавливает забавное и удивительное родство между предметами, явлениями и теориями, внешне никак не связанными: земным магнетизмом, женской вуалью, поляризованным светом, естественным отбором, теорией групп, инвариантами и преобразованиями, рабочими привычками пчел в улье, строением пространства, рисунками ваз, квантовой физикой, скарабеями, лепестками цветов, интерференционной картиной рентгеновских лучей, делением клеток морских ежей, равновесными конфигурациями кристаллов, романскими соборами, снежинками, музыкой, теорией относительности (Ньюмен, 1956).
А.В. Шубников, В.А. Копцик. Симметрия в природе и искусстве. М, изд. Наука, 1972г. (Первое из-ие 1940), 349с.
http://www.twirpx.com/file/773628/
В.И. Вернадский. Проблемы биогеохимии. Вып.4
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_138.htm

  


СТАТИСТИКА