Основные представления о самоорганизации

0Основные представления о самоорганизации.

 

Cинергетика - это возникшее в последние десятилетие междисциплинарное научное направление, изучающее процессы самоорганизации сложных (диссипативных) систем. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее сложных и упорядоченных форм организации к более сложным и упорядоченным.

Наряду с равновесными структурами, которые хорошо описываются в рамках равновесной термодинамики (например, кристалл),

Образование водяной струны"

существуют такие упорядоченные структуры, как вихри в потоке воды, объекты живой природы, а также антропогенные объекты самого различного характера - от лазеров до поселков и городов.

"Старое не разрушается, но исчезает, расплывается благодаря созданию нового, и часть этого нового оказывается сущею в старом, хотя она и не была в нем видна" В. И. Вернадский

Синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. Период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями подводит в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию, выход из которого происходит одномоментно, скачком и система переходит в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и  упорядоченности. Достигая критических параметров, система в результате флуктуаций приходит в состояние неустойчивости (точка  бифуркации), а затем переходит в одно из многих возможных, новых для нее устойчивых состояний. В этой точке эволюционный путь системы разветвляется, и какая именно ветвь развития будет выбрана - решает случай! В точках бифуркаций (катастроф) шумовая окружающая среда, увеличивая информационную избыточность системы, определяет ее "выбор". После того как "выбор" сделан,  система перешла в качественно новое устойчивое состояние. Этот процесс необратим. А отсюда следует, что развитие таких систем имеет принципиально непредсказуемый характер. Можно просчитать варианты возможных путей эволюции системы, но какой именно будет выбран - однозначно спрогнозировать нельзя.

Самоорганизующаяся система.

Существуют общие качественные процессы самоорганизации (дарвинская триада):

1) изменчивость (мутации, стохастичность);

2) отбор;

3) наследственность (гены, память, культура).

  Синергетика охватывает физику, химию, биологию, социологию, языкознание, лингвистику и т. д. и ищет общие аналогии и закономерности. Она изучает вопросы самоорганизации и поэтому стремится дать картину развития и самоорганизации сложных систем, чтобы применять эти знания в практике управления. Синергетика, пытаясь формально описать явления самоорганизации, не раскрывает их механизма. В точках бифуркации действуют неизвестные процессы, силы, поля. Пока этой реальности не придать статус физической сущности, подлежащей научной интерпретации, она будет лишь предметом веры. Мерой, характеризующей степень самоорганизации, по Ю. Л. Климонтовичу, может служить отношение  к

|S-S0|/S0, где S - значение энтропии с уже развитыми структурами, S0 - значение энтропии системы, когда структур еще нет. При образовании одного килограмма льда изменение энтропии S = 1,23*10^3 Дж/К, изменение энтропии в предшествующем фазовом переходе (конденсации) воды S0 = 0,6*10^4 Дж/К. Вышеупомянутое отношение составляет 0,8. Эта мера самоорганизации применима  к любым диссипативным структурам.

Выводы

Синергетика претендует на универсальное математическое описание процессов самоорганизации в неживой, живой природе и социуме. Объектом синергетики могут быть отнюдь не любые системы, а только те, которые отвечают определенным условиям появления структур и процессов самоорганизации: взаимодействие системы с окружающей средой (обмен энергией, информацией), т. е. система должна быть термодинамически открытой; существенное отклонение от равновесного состояния, т. е. от термодинамической ветви; микроскопические процессы происходят согласованно.

Таким образом, наряду с адаптационными процессами происходят резкие изменения, приводящие к разрушению старых систем и к появлению новых. Моменты или условия гибели старого можно предсказать, но процессы образования нового не представляется возможным описать в рамках как динамических, так и статистических закономерностей.