Синерге́тика (от греч. συνεργία – сотрудничество, совместное действие, согласованность), междисциплинарное научное направление, изучающее общие закономерности и принципы, лежащие в основе процессов самоорганизации в неравновесных системах различной природы (физических, химических, биологических, экономических, социальных и др.). Термин «синергетика» предложен Р. Б. Фуллером в 1940–1950-х гг. Ч. С. Шеррингтон «синергетическим» называл согласованное воздействие спинного мозга на работу сгибающих и разгибающих мышц. Математик И. Забуский (1967) под синергетическим подходом к нелинейным математическим и физическим задачам понимал совместное использование обычных аналитических методов анализа и численной компьютерной математики. Близкое к современному пониманию определение термина «синергетика» дал немецкий учёный Г. Хакен в 1969 г.

Синергетика исследует сложные системы, состоящие из одинаковых или разнородных подсистем, взаимодействующих между собой нелинейно, что может приводить к возникновению порядка в таких системах. В открытых системах происходит самоорганизация, возникают пространственные, временны́е, пространственно-временны́е и функциональные структуры (упорядоченные или хаотические).

Регулярное самопроизвольное поведение сложной системы возникает в результате развития в ней какой-либо неустойчивости, а процесс упорядочения (образования структур) связан с коллективным поведением образующих её подсистем. Поэтому синергетику часто называют теорией самоорганизации, модели которой являются моделями нелинейных неравновесных систем, подверженных флуктуациям. Г. Хакен к основным понятиям синергетики относил параметры состояния, совокупность значений которых однозначно определяет состояние системы, и параметры порядка (управляющие параметры), изменение которых позволяет изменять состояние системы (управлять состоянием).

В синергетике понятие «параметр порядка» играет важную роль, именно он управляет состоянием системы. Например, управляющим параметром для жидкости, подогреваемой снизу, является разность температур между тёплым нижним слоем и холодным верхним. При разности температур выше некоторого (критического) значения молекулярный теплообмен в жидкости меняется на конвективный и на поверхности появляются правильные шестиугольные структуры – ячейки Бенара. Управляющих параметров обычно значительно меньше, чем параметров состояния. Вблизи точек потери устойчивости параметры состояния можно рассматривать как функции параметра порядка, что в синергетике называется принципом подчинения. При переходе от параметров состояния к параметрам порядка информация о системе сжимается (уменьшается).

Бельгийская научная школа И. Р. Пригожина развила термодинамический подход к самоорганизации в неравновесных системах. Этот подход отказывается от основного понятия Г. Хакена в синергетике – понятия структуры как состояния, возникающего в результате кооперативного поведения большого числа взаимодействующих элементов, и заменяет его более специальным понятием диссипативной структуры. Такие структуры возникают в открытых системах, когда однородное состояние равновесия теряет устойчивость и необратимо переходит в неоднородное стационарное состояние, устойчивое относительно малых возмущений. Важным понятием при таком подходе является стрела времени – однонаправленность времени – возможность различать прошлое и будущее. Этот термин предложен в 1928 г. А. Эддингтоном; различные аспекты стрелы времени (физические и философские) изучены Пригожиным с сотрудниками.

Основанная Л. И. Мандельштамом научная школа, изучающая колебания и волны, рассматривает общую теорию структур в неравновесных средах как часть современной нелинейной теории колебаний и волн.

Развивается своеобразный подход к изучению структур (С. П. Курдюмов с сотрудниками), при котором исследуется влияние изменения пространственной конфигурации, топологии начального воздействия на одну и ту же среду, что приводит к появлению в ней разных структур. При изучении т. н. режимов с обострением – режимов сверхбыстрого нарастания процессов в открытых нелинейных средах – также обнаружено возникновение нестационарных диссипативных структур.

Синергетику часто называют теорией сложности, понимая термин «сложность» как сложность системы, состоящей из большого числа нетривиально связанных подсистем, и как сложное нетривиальное поведение системы, независимое от её устройства (Г. Г. Малинецкий, А. Б. Потапов).

К синергетике относят также исследования динамического хаоса с его тонкой фрактальной структурой, теорию катастроф, клеточные автоматы, теорию нейронных сетей. Новые идеи в синергетике дают не только естественные науки, но и теория рисков, психология, экономика, науки об обществе и другие области знания, связанные с анализом сложных систем. Складывается всё больше доводов в пользу того, что синергетика как междисциплинарное научное направление – это современная теория колебаний и волн с её ключевыми понятиями: неустойчивые, нелинейные, хаотические колебания и волны; структуры (в т. ч. автоволны).