Фрактальные свойства социальных процессов
Геометрическая картина мира и предпосылки возникновения теории фракталов. Элементы детерминированной L-системы: алфавит, слово инициализации и набор порождающих правил. Фрактальные свойства социальных процессов: синергетика и хаотическая динамика.
Рубрика | Математика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.03.2014 |
Размер файла | 938,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобную динамическую картину развития легко заметить и в случае общественных процессов (перехода социума от одного способа организации к другому, от одной социальной системы к другой). Так, в настоящую эпоху наблюдается перестройка структуры управления (самоуправления) у человечества. Если до 20 века оно состояло из самостоятельных этносов-государств, то сегодня, когда возникло ООН (как предвестник мирового правительства) и его соперник - США, единственная сверхдержава, когда нарастает процесс глобализации, самостоятельность почти всех государств стала условной. По-видимому возникает новая структура управления. Ряд ученых отмечают, что при эволюционном росте систем, переходе их на уровень сверхсложности, когда число элементов начинает превышать 10 миллиардов (10 порядков) происходит революционный скачок в системе управления.
4.4 Глобализация и регионализация
Колебательный характер эволюции социальных систем наиболее наглядно виден на примере современной весьма острой проблемы глобализации. Хотя процессы, объединяющие государства планеты активно идут весь 20 век, тем не менее сам термин "глобализация" появился в западной печати лишь в начале 90-х годов. Каковы главные причины резкого усиления связей между странами и нациями? Во-первых, это развитие мировой экономики в направлении либерализации и снижения таможенных ограничений. Во-вторых, развитие всемирной коммуникации - прежде всего в виде интернета. В-третьих, конец биполярного мира, победа Запада. Демократически организованная рыночная экономика стала главным двигателем глобализации /Вайцзеккер/. Наряду с крупными достижениями в области материального прогресса проявились значительные провалы. Разрыв между богатыми и бедными странами непрерывно растет. Доходы 20 процентов богатых и 20 процентов бедных в 2001 году разнились уже в 74 раза (по данным ООН в 86 раз). Усилились межэтнические и межкультурные конфликты. Вследствие роста загрязнения природы началось глобальное изменение климата. Для большинства жителей планеты современная глобализация не несет никаких выгод, а представляет собой всего лишь распространение западных ценностей и потребительского образа жизни на все человечество. Отсюда развитие культурной и этнической изоляции, или регионализации. Она является стремлением некоторых цивилизационных центров, стран, этносов, сообществ к самосохранению, самоидентичности, отбрасыванию чуждых ценностей, усилению границ между разными культурами. Глобализация: а) способствует распространению высоких технологий, повышению жизненных стандартов, либерализации общества, но б) ослабляет незападные культурные центры, уменьшает разнообразие человечества, ведет к его однородности, приносит бедствия окружающей человека среде, миру в целом. Уменьшает разнообразие (в том числе биоразнообразие), усиливает энтропийные процессы в природе. Растет культурная и биологическая однородность. Конечно, с одной стороны, регионализация способствует сохранению и развитию уникальных культур, усиливает разнообразие человечества, способствует его выживанию. С другой стороны, доводимая до крайности, она останавливает развитие, и в случае войны между государствами, культурными центрами, может вести к ослаблению социума и даже его исчезновению. Правило золотой середины рекомендует избегать крайностей, стремиться к синтезу противоположностей. "Чистая" глобализация и "чистая" регионализация - это тупики в развитии. Саморганизация, регулярные колебательные движения человечества от глобализации к регионализации (и обратно) ведут к устойчивому развитию общества (в составе планетарной природной системы). Это колебательное движение означает также поддержание необходимого качества жизни, которое сохраняет потенциальную вместимость (емкость) экологических систем, гарантирующих человечеству жизнь и развитие. Управляемая самоорганизация, основанная на колебательном уходе от опасностей прозападной глобализации и замыкающей, местнической регионализации, сопротивляющейся ей, избегает, с одной стороны, крайностей Запада - агрессивного и материалистического, слишком прагматического, а с другой стороны, и крайностей Востока - застойного, но духовного. Сложные системы (общество, страна, человечество) имеют сотовую, фрактальную структуру. Наименьшая единица общества - семья, наиболее крупная политическая единица человечества - государство. Между семьей и государством - множество промежуточных, менее устойчивых структур. Эти единицы и гарантируют самосохранение системы. Однако самосохранение может быть как консервативным, застойным, так и динамическим, развивающимся. Примером устойчивой системы, устроенной по фрактальному принципу было государство СССР. Союз имел сложную иерархическую структуру, организованную по принципу матрешки, который, по сути, являлся фрактальным. Благодаря этому принципу хаотическая система обретает структуру и устойчивость. СССР и Российская Империя были своего рода фрактальными системами, и это обеспечивало их стабильность как государств. На разных уровнях в общую систему были вкраплены естественные государственные, этнические, территориальные и другие образования с отлаженными механизмами внутреннего функционирования, со своими правами и обязанностями. После перестройки каждому союзному государству была предложена своя армия, свой язык, свои "племенные вожди", своя "элита". То есть была создана некая "однородность". Экономические и производственные институты каждого союзного государства была сильно завязаны друг на друга. И сегодня бывшие союзные государства (например, Югославия), оставшиеся без центрального управляющего звена, не могут собственными силами поддерживать устойчивость, так как оказались вне привычной системы.
Для человеческого рода важно гармоническое сочетание сохранения и изменения. Это и называют устойчивым развитием. Устойчивое развитие сложной системы состоит в ее регулярной переориентации, в ее стремлении то к одному, то к другому полюсу. Во время этого процесса структурообразующие единицы не разрушаются, а испытывают определенные изменения. Слабость отдельных звеньев всемирной сети отражается на всей системе. Хотя глобализация и создает новых богатых и новых бедных, но ее энтропийная функция медленно, но верно способствует выравниванию регионов по уровню развития. Таким образом, колебательная эволюция в осциллирующем (от лат. oscillo -- качаюсь) режиме "глобализация - регионализация" способствует устойчивому развитию человечества. Сходные колебания в экономической, политической, религиозной, структурной и других областях испытывает любая социальная система. В основе периодической повторяемости состояний лежит тот факт, что набор таких состояний конечен, а потому система, "блуждающая" по фазовому пространству этих состояний, когда-то неизбежно вновь попадет в точку, где она уже была.
Заключение
Применение теории фракталов позволяет намного упростить сложные процессы и объекты, что очень важно для моделирования, описать нестабильные системы и процессы и, самое главное, предсказать будущее таких объектов.
Сегодня исследование математических аспектов фрактальной теории, а также методов описания природных процессов и явлений с использованием идей теории фракталов - новая самостоятельная область науки. Уже сейчас она столь широка, что намечается разделение ее на несколько более узких областей. Теория фракталов стала междисциплинарной. Интерес к исследованию процессов, обуславливающих фрактальную геометрию природы, привел к рождению новых научных направлений в физике (фрактальная физика), биологии, материаловедении и т.д. Такое объединение различных научных направлений на основе единого структурного подхода не случайно, а является следствием универсальных свойств фрактальных структур.
В данной курсовой работе было приведено много примеров, показывающих, что многие явления в неживой и живой природе обладают свойством повторения в пространстве и во времени. Без масштабной сетки довольно трудно определить размеры фьорда в береговой линии Норвегии, кровеносную или нервную систему человека, а так же его многочисленные временные ритмы. Все они имеют весьма схожий вид при увеличении или уменьшении в определенное число раз. Вполне вероятно, что весь мир действительно построен на самоподобных структурах.
В свое время французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас сказал: "Дайте мне начальные условия, и я вычислю будущее вселенной". Научная картина мира того времени представляла все процессы, происходящие в окружающем мире однозначно и четко детерминированными прошлым. Причинно-следственные связи виделись ученым того времени "законами неба". Подобный подход считался классическим вплоть до середины прошлого века. Возникновение теории фракталов позволило понять, насколько значимыми могут малейшие отклонения от начальных условий, и как сложно однозначно ответить на вопрос о будущем природных и социальных систем. Фракталы как модели структурируют и организуют хаос, не поддававшийся до этого никакому научному описанию и, тем более, прогнозированию.
В природе существует множество различных масштабов природных объектов. Красота фракталов сочетает в себе красоту симметричных объектов с красотой "живых" природных объектов, привлекательных именно своей неправильностью, ассиметричностью. Именно фрактальная геометрия природы, по Мандельброту, самая настоящая геометрия, которая отвечает реальному миру. Именно она, в отличие от Евклидовой, описывает весьма широкий класс природных процессов и явлений.
Синергетический взгляд на красоту возникает на кромке хаосе и порядка. Порушить уходящий в глубокую древность стереотип страха перед хаосом, увидеть красоту и конструктивность хаоса - это настоящий подвиг синергетики. Малое и хаотическое прекрасны, ибо открывают возможность рождения нового. Красота с синергетической точки зрения может быть рассмотрена как некий промежуточный феномен между хаосом и порядком. Красота - это не полная симметрия, а некоторое нарушение симметрии (порядка).
Список литературы
1. Богатых Б.А. "Принципы фрактальной геометрии и проблемы эволюционного процесса" // "Системный подход к современной науке: к 100-летию Людвига фон Берталанфи". - М.: Процесс-традиция, 2004. С. 509-520
2. Божокин С.В. "Фракталы и мультифракталы" // С.В. Божокин, Д.В. Паршин. - М.; Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. С. 65-119
3. Данилов Ю.А. "Прекрасный мир науки [сборник]" // Ю.А. Данилов; - М.: Прогресс-Традиция, 2008. С. 180-224
4. Мандельброт Бенуа "Фрактальная геометрия природы" // Бенуа Мандельброт; пер. с англ. А.Р. Логунова; науч. ред. А.Д. Морозова. - М.: Институт компьют. исслед., 2002.
5. Трубецков Д.И. "Введение в синергетику. Хаос и структуры" // Д.И. Трубецков. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Едиториал УРСС, 2004. - С. 189-220
6. Хайтун С.Д. "От эргодической гипотезы к фрактальной картине мира: рождение и осмысление новой парадигмы" // С.Д. Хайтун; Рос. Академия наук, Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова. - М. URSS: Ком. Книга, 2007. С. 85-160
7. Белокопытов Ю.Н. "Фрактально-синергетический образ нелинейного мира" // "Мир психологии: научно-методический журнал" // Рос. Академия образования, Московский психол. - соц. Институт. - М.; Воронеж 2003 г. №4
8. Татарников О. "Фрактальное увеличение изображений" // Компьютер
9. http://www.textreferat.com
10. http://multifractal.narod.ru
11. http://www.proza.ru
12. http://www.inauka.ru
13. http://www.w3c.org
14. http://sakva.narod.ru
15. http://www.nkj.ru
Приложение 1
а) Снежинка Коха
б) Построение кривой Коха
Приложение 2
а) Ковер Серпинского
б) Построение ковра Серпинского
в) Другие варианты Ковра Серпинского
Приложение 3
Дракон Хартера-Хатвея после 12-ти итераций
Приложение 4
Дерево после 5-ти итераций
Приложение 5
Квадрат Госпера после 2-х итераций
Приложение 6
а) Аттрактор Лоренца
б) Множество Мандельброта
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Классические фракталы. Самоподобие. Снежинка Коха. Ковер Серпинского. L-системы. Хаотическая динамика. Аттрактор Лоренца. Множества Мандельброта и Жюлиа. Применение фракталов в компьютерных технологиях.
курсовая работа [342,4 K], добавлен 26.05.2006Динамические системы в математическом понимании. Определение функционирующей системы и системы процессов. Основные и неосновные переменные динамики систем, множества их значений, типовые кванторы. Определения и классификация динамических свойств.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 04.05.2011История интегрального исчисления. Определение и свойства двойного интеграла. Его геометрическая интерпретация, вычисление в декартовых и полярных координатах, сведение его к повторному. Применение в экономике и геометрии для вычисления объемов и площадей.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 16.10.2013История появления теории фракталов. Фрактал – самоподобная структура, чье изображение не зависит от масштаба. Это рекурсивная модель, каждая часть которой повторяет в своем развитии развитие всей модели в целом. Практическое применение теории фракталов.
научная работа [230,7 K], добавлен 12.05.2010Первоначальные элементы математики. Свойства натуральных чисел. Понятие теории чисел. Общие свойства сравнений и алгебраических уравнений. Арифметические действия со сравнениями. Основные законы арифметики. Проверка результатов арифметических действий.
курсовая работа [200,4 K], добавлен 15.05.2015Определение случайного процесса и его характеристики. Основные понятия теории массового обслуживания. Понятие марковского случайного процесса. Потоки событий. Уравнения Колмогорова. Предельные вероятности состояний. Процессы гибели и размножения.
реферат [402,0 K], добавлен 08.01.2013Теоретико-множественная и геометрическая форма определения графов. Матрица смежностей вершин неориентированного и ориентированного графа. Элементы матрицы и их сумма. Свойства матрицы инцидентности и зависимость между ними. Подмножество столбцов.
реферат [81,0 K], добавлен 23.11.2008Определение призмы как геометрической фигуры. Свойства призмы, нормальное сечение. Правильная призма – призма, в основании которой лежит правильный многоугольник, а боковые рёбра перпендикулярны основаниям. Диагональное сечение. Элементы призм и ее виды.
презентация [135,0 K], добавлен 19.09.2011Теория графов как раздел дискретной математики, исследующий свойства конечных множеств с заданными отношениями между их элементами. Основные понятия теории графов. Матрицы смежности и инцидентности и их практическое применение при анализе решений.
реферат [368,2 K], добавлен 13.06.2011Основные понятия теории графов. Степень вершины. Маршруты, цепи, циклы. Связность и свойства ориентированных и плоских графов, алгоритм их распознавания, изоморфизм. Операции над ними. Обзор способов задания графов. Эйлеровый и гамильтоновый циклы.
презентация [430,0 K], добавлен 19.11.2013