|
Оглавление
От издательства
Издательство URSS продолжает серию книг «Синергетика: от прошлого к будущему». Синергетика, или теория самоорганизации, сегодня представляется одним из наиболее популярных и перспективных междисциплинарных подходов. Термин «синергетика» в переводе с греческого означает «совместное действие». Вводя его, Герман Хакен вкладывал в него два смысла. Первый — теория возникновения новых свойств у целого, состоящего из взаимодействующих объектов. Второй — подход, требующий для своей разработки сотрудничества специалистов из разных областей. И это привело к замечательному эффекту — синергетика начала оказывать все большее влияние на разные сферы деятельности и вызывать все больший интерес. Сейчас этим подходом интересуются очень многие — от студентов до политиков, от менеджеров до активно работающих исследователей. Синергетика прошла большой путь. Тридцать лет назад на нее смотрели как на забаву физиков-теоретиков, увидевших сходство в описании многих нелинейных явлений. Двадцать лет назад благодаря ее концепциям, методам, представлениям были экспериментально обнаружены многие замечательные явления в физике, химии, биологии, гидродинамике. Сейчас этот междисциплинарный подход все шире используется в стратегическом планировании, при анализе исторических альтернатив, в поиске путей решения глобальных проблем, вставших перед человечеством. Название серии «Синергетика: от прошлого к будущему» тоже содержательно. Как говорил один из создателей квантовой механики, при рождении каждая область обычно богаче идеями, чем в период зрелости. Видимо, не является исключением и синергетика. Поэтому мы предполагаем переиздать часть «синергетической классики», сделав акцент на тех возможностях и подходах, которые пока используются не в полной мере. При этом мы надеемся познакомить читателя и с рядом интересных работ, ранее не издававшихся на русском языке. «Настоящее» — как важнейший элемент серии — тоже понятно. В эпоху информационного шума и перманентного написания то заявок на гранты, то отчетов по ним даже классики синергетики очень немного знают о последних работах коллег и новых приложениях. Мы постараемся восполнить этот пробел, представив в серии исследования, которые проводятся в ведущих научных центрах страны. «Будущее...» — это самое важное. От того, насколько ясно мы его представляем, зависят наши сегодняшние усилия и научная стратегия. Прогнозы — дело неблагодарное, хотя и совершенно необходимое. Поэтому ряд книг серии мы надеемся посвятить и им. В редакционную коллегию нашей серии любезно согласились войти многие ведущие специалисты в области синергетики и нелинейной динамики. В них не следует видеть «свадебных генералов». В их задачу входит анализ развития нелинейной динамики в целом и ее отдельных областей, определение приоритетов нашей серии и подготовка предложений по изданию конкретных работ. Поэтому мы указываем в книгах серии не только организации, в которых работают эти исследователи, но и важнейшие области их научных интересов. И конечно, мы надеемся на диалог с читателями. При создании междисциплинарных подходов он особенно важен. Итак, вперед — в будущее. В нашей серии вышло уже более ста книг. Книги серии издаются нами еще и на испанском языке. Однако мы уверены, что и самые глубокие проблемы синергетики, и самые интересные книги серии впереди. Редакционная коллегия серии «Синергетика: от прошлого к будущему» Председатель редколлегии: Г.Г.Малинецкий, Институт прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН (сложность, хаос, прогноз). Члены редколлегии: Р.Г.Баранцев, Санкт-Петербургский государственный университет (асимп-тотология, семиодинамика, философия естествознания). A. С. Дмитриев, Институт радиоэлектроники РАН (динамический хаос, защита информации, телекоммуникации). B. П. Дымников, Институт вычислительной математики РАН (физика атмосферы и океана, аттракторы большой размерности). C. А. Кащенко, Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова (асимптотический анализ нелинейных систем, образование, инновации). И. В. Кузнецов, Международный институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН (анализ временных рядов, вычислительная сейсмология, клеточные автоматы). И. Г. Поспелов, Вычислительный центр им. А. А. Дородницина РАН (развивающиеся системы, математическая экономика).
Предисловие
Эта книга появилась как результат моих многолетних встреч с учениками разных школ: это и Московский лицей № 1548, и гимназия № 5 города Юбилейный Московской области, и «Тверской лицей» города Тверь, где я неоднократно читала лекции. Но самыми моими верными и преданными слушателями являются учащиеся гимназии № 56 города Ижевска, с которыми мы занимаемся в «Школе синергетики» вот уже 15 лет. Пригласила меня в гимназию ее тогдашний директор, Народный учитель России Валентина Александровна Харитонова, человек очень чуткий ко всему новому, быстро и верно угадывающий пульс инноваций. Гимназия к моменту моего знакомства с ней уже занималась по синергетической программе с такими видными синергетиками, как Дмитрий Сергеевич Чернавский, Галина Юрьевна Ризниченко, Владимир Григорьевич Буданов и другими учеными. Так что я пришла уже к подготовленным слушателям. За годы моего сотрудничества с гимназией сменилось несколько поколений участников «Школы синергетики». В первые годы мы начинали работать только с учащимися основной и старшей школы — от 7х до 11х классов. Потом пришло понимание того, что начинать надо раньше: ведь синергетика — это жизнь, ее проявления можно встретить везде, поэтому можно начинать рассказывать о ней уже в 6м классе. Теперь мы начинаем с пятиклашек и видим, как им нравятся наши занятия в «Школе синергетики». Понятно, что моими слушателями являются и учителя гимназии: во-первых, они должны понимать, о чем рассуждают их ученики, а во-вторых, сам педагогический процесс в гимназии потому чрезвычайно продуктивен, что строится по законам теории самоорганизации, которые знают и применяют гимназические учителя. Однажды наступил момент, когда к Валентине Александровне пришли родители пятиклашек и сказали: «Наши дети увлеченно говорят о какой-то синергетике, а мы совсем не знаем, что это такое. Можно попросить Евгению Александровну рассказать и нам об этой загадочной науке?» С тех пор я читаю лекции не только ученикам и учителям, но и родителям. Теперь все участники образовательного процесса в гимназии № 56 (а родители в этой гимназии принимают самое активное участие в образовании своих детей) знают основы синергетики. Сегодня издается очень много книг по синергетике, зайдите в любой магазин: целые шкафы посвящены синергетике. Спасибо издательству URSS, которое издает эти книги. Однако таких книг, которые бы могли читать дети, пока нет, хотя дети прекрасно воспринимают основы теории самоорганизации, это им интересно (мой опыт убеждает меня в этом). Вот почему я собрала весь накопленный опыт чтения лекций детям разных возрастов и решила издать эту книгу. Она адресована, в первую очередь, самим ребятам — это им по силам. Поэтому на страницах книги я обращаюсь прежде всего к ним. Но, я надеюсь, книга будет очень полезной и тем учителям, которые хотят познакомиться с синергетикой, или тем учителям, которые будут рассказывать ребятам о синергетике. В этом случае ее можно рассматривать как методическое пособие для учителей. Обложку книги украшает картина, выполненная ученицей гимназии № 56 города Ижевска Карачевой Эльвирой. Маяк, изображенный на картине, притягивает своими яркими лучами все суда, плавающие в необъятных водных просторах. Маяк — олицетворение одного из базовых понятий синергетики, понятия «аттрактор». Так, я надеюсь, и эта книга притянет, соберет всех ребят, интересующихся теорией самоорганизации. Благодарности
Эта книга появилась благодаря участию в ее создании многих людей. Говоря словами синергетики, эта книга — результат коэволюции, сотрудничества единомышленников. Это, во-первых, весь коллектив гимназии № 56 города Ижевска, где я в течение 15 лет читаю лекции по синергетике учителям, ученикам и родителям. Именно опыт общения с этой гимназией позволил проанализировать наиболее успешные подходы к изучению синергетики учениками разных классов. Особенная благодарность Народному Учителю гимназии Валентине Александровне Харитоновой, которая по своей сути является синергетиком — человеком открытым, междисциплинарным, постоянно развивающимся. Именно Валентина Александровна является инициатором и вдохновителем деятельности «Школы синергетики» в гимназии. Эта книга — результат коэволюции и с ребятами гимназии: большинство иллюстраций книги выполнены самими учащимися гимназии; эти иллюстрации авторские не только по художественному исполнению, но и по пониманию тех терминов и понятий, которые они поясняют. Отдельная благодарность руководителю Детской школы искусств № 13 Бельтюковой Любови Демьяновне, чьи ученики выполнили эти рисунки. Коегде я позволила себе самостоятельно проиллюстрировать некоторые понятия. Моя благодарность Малинецкому Георгию Геннадьевичу, любимому ученику главного синергетика нашей страны Курдюмова Сергея Павловича, о котором рассказывается на страницах этой книги. Георгий Геннадьевич написал предисловие к книге, чем я очень дорожу. Благодарю также своих внуков, Ярослава и Арсения, которым посвящена эта книга. Если бы я не читала им многочисленные сказки, которые изобилуют примерами самоорганизации, эта книга не появилась бы. Моя благодарность моей любимой ученице Копытовой Наталии Владимировне, теперь уже известному педагогу, за постоянную помощь в оформлении книги. Введение
Дорогие ребята, в своем детстве я очень хотела понять, как устроено радио и телевидение. И вот, к радости очень многих детей, а также юношей и девушек, в 60х годах прошлого века вышли замечательные книги Евгения Давыдовича Айсберга из цикла «Это просто». Сначала вышла книга «Транзистор?.. Это очень просто», потом книга «Радио?.. Это очень просто», потом «Телевидение?.. Это очень просто». А потом, после того, как с 1977 года все передачи центрального телевидения СССР стали передаваться в цвете, очень важной оказалась книга Е. Д. Айсберга в соавторстве с Жаном Пьером Дури «Цветное телевидение — это почти просто!». На этих книгах выросло целое поколение советских радиоинженеров и радиолюбителей. Евгений Давыдович умел действительно очень просто рассказать о сложных принципах действия и устройствах. Вот я и решила тоже попытаться рассказать вам, ребята, о синергетике, используя простые аналогии и примеры. Моя книга построена так: сначала я знакомлю с синергетикой самых маленьких читателей, это ученики 56х классов. Для них моя глава называется «Синергетика?.. Это очень просто». На самых простых примерах из сказок, известных всем ребятам, я рассказываю о процессах самоорганизации, которые и изучает синергетика. Тогда становится понятно, что же это за наука и зачем ее полезно знать. Следующая глава адресована ребятам постарше — ученикам 79х классов. Эта глава называется «Синергетика?.. Это просто». В этой главе я уже более подробно знакомлю ребят с законами синергетики, с ее специфическими понятиями и терминами. И последняя глава называется «Синергетика?.. Это почти просто». Она — для старшеклассников 10го и 11го классов. В этой главе я говорю с ребятами уже совсем на взрослом научном языке, даю более сложные примеры и тексты. Каждая глава заканчивается задачами. Попытайтесь решить их самостоятельно, или с друзьями. Все, о чем я написала в этой книге, я рассказывала в течение 15 лет ребятам Ижевской гимназии № 56. У них уже более 20 лет действует Школа синергетики — это такая школа в школе, в которой ребята осваивают синергетику. Я приезжаю к ним 34 раза в год, и мы проводим лекции, конференции, мастерклассы, фестивали, посвященные разным вопросам синергетики. Поэтому ребята 56й гимназии фактически являются соавторами этой книги, потому что они принимали участие в обсуждении всех ее разделов, примеров и задач. Им это показалось интересным и полезным. Надеюсь, что и вам, дорогие мои юные читатели, эта книга доставит удовольствие!
Об авторе
 Солодова Евгения Александровна Профессор, доктор педагогических наук, кандидат технических наук, заслуженный работник высшей школы Российской Федерации. Член союза писателей России, действительный член Академии педагогических и социальных наук. Автор более 200 научных трудов. Под руководством Е. А. Солодовой защищено 9 кандидатских и докторских диссертаций. Научные интересы лежат в области исследования интеллектуальных систем с памятью, теории обучения, теории самоорганизации.
Е. А. Солодова — руководитель секции естественно-научного и гуманитарного образования Межрегиональной общественной организации «Женщины в науке и образовании», где на протяжении восьми лет она является руководителем детского образовательного проекта «Форос»; член научного комитета Международного интеллект-клуба «Глюон», осуществляющего сопровождение интеллектуальной и творческой одаренности молодежи; в течение 14 лет научный руководитель федеральной инновационной образовательной площадки на базе гимназии № 56 г. Ижевска. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
