В настоящей книге представлены наиболее общие концепции современного естествознания, пронизывающие различные естественные науки и объединяющие их, --- концепции системности, симметрии и эволюции. Рассмотрен также ряд парных концепций, описывающих природу и процесс ее познания с противоположных позиций --- идей детерминизма/случайности, порядка/хаоса, дискретности/непрерывности. В заключение обсуждается концепция экологии, менее общая, но служащая базой для постановки и решения
глобальных проблем человечества.
Книга представляет несомненный интерес для всех желающих познакомиться с принципами построения системы естественных наук.
Зачем нужна теория сложных систем? И как это автор осмелился дать книге такое громкое название: "Как работает природа"?
Ответ прост и лаконичен --- в отличие от других теорий, описывающих те или иные отдельные сложные системы, самоорганизованная критичность --- первая общая теория сложных систем, базирующаяся на прочном математическом фундаменте.
Пер Бак является первооткрывателем самоорганизованной критичности --- концепции, которая набирает все больший вес в современной
науке. Оказывается, что многие никак не связанные, на первый взгляд, друг с другом явления --- от формирования ландшафта до эволюционных процессов, от деятельности нервной системы до экономического поведения --- имеют ряд общих свойств. Такие свойства принято называть эмерджентными. Взмах "волшебной палочки" теории самоорганизованной критичности осветил все это многообразие и позволил увидеть внутреннее единство. В чем оно провляется? Во-первых, в свойстве прерывистого равновесия: долгие периоды относительного
покоя время от времени прерываются катастрофами ("лавинами") различных масштабов. Это может быть как сход лавины в буквальном смысле слова, так и разнообразные кризисные явления --- массовые вымирания видов, обвалы и ралли курсов акций, солнечные вспышки или появление и исчезновение структур в клеточных автоматах. Во-вторых, в степенных законах: соотношения между размерами лавин могут быть описаны простой экспоненциальной формулой. Не требуется никаких специальных теорий для масштабных событий --- одни и те
же силы отвечают как за текущее снижение индекса Доу-Джонса на 5 пунктов, так и за "черный понедельник" 1987 года. В-третьих, фрактальной геометрии: самоподобие присуще системе на любых масштабах. И наконец, в характерном 1/f-шуме, когда при развитии системы во времени запись ее эволюции также является фрактальной.
Эти черты настолько схожи, что, как пишет автор, "это заставляет задуматься: не есть ли все это проявления одного принципа? Может быть, здесь есть некий аналог ньютоновского закона, свое F = ma
сложного поведения?" Пер Бак убедительно показывает, что самоорганизованная критичность --- спонтанная эволюция систем к критическому состоянию --- и является ключом к пониманию этого единого принципа.
Эта научно-популярная книга открывает захватывающий вид на горизонты завтрашней науки; она уникальна по той целостной картине, которую она создает у читателя, дает путеводную нить и набор базовых моделей, которые помогают понять происходящее и предлагают инструменты для его описания, а также помогает переосмыслить
понимание многих событий и явлений окружающего мира.
Настоящая книга представляет собой учебное пособие, которое должно помочь студентам активно усвоить материал классической статистической физики и термодинамики. В каждой главе кратко излагаются основные необходимые теоретические сведения и приводится большое количество задач, а также их решения.
Книга предназначена студентам (бакалаврам) технических вузов, она будет полезна и преподавателям, ведущим соответствующие курсы.
В книге рассказывается о том, как астрономы исследуют строение окружающего нас мира, к каким выводам они пришли к началу нового тысячелетия. В первой трети XX века мы поняли, что звездная система Млечного Пути --- лишь одна из бесчисленных галактик, населяющих расширяющуюся Вселенную; в середине прошлого века стали известны строение и источники энергии звезд; в конце его мы уже начали говорить о множественности вселенных. Астрономия снова становится лидером естествознания, от
ее выводов теперь зависит развитие физики. Автор старался сделать понятными не только результаты, но и методы исследований, особенно способы определения расстояний, на знании которых основаны наши представления о строении Вселенной.
Книга написана живым языком, она включает лишь минимум простых формул, но уделяет много внимания человеческому фактору в науке, степени обоснованности наших выводов и месту человека во Вселенной. Она предназначена для всех, кто интересуется астрономией --- от старшеклассников до
специалистов в других областях науки.