Синергетика как теория самоорганизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Синергетика как теория самоорганизации

1. Становление синергетики

В конце ХХ в. в философии и науке произошли принципиально существенные изменения мировоззренческого и методологического характера: переоценка классической гносеологии, сдвиги в ментальной и духовной атмосфере общества. Это позволило заговорить о вхождении в качественно новый, постнеклассический этап развития, «век бифуркации» (термин Э. Ласло, 1991).

В наиболее концентрированном виде названные тенденции нашли свое выражение в теории изменения (И. Пригожин, 1984) и в новой междисциплинарной научной области - синергетике (термин Г. Хакена, 1978).

Синергетика в буквальном смысле «ворвалась» в научный мир и заполонила к концу 90-х многие дисциплины, добравшись даже до философии (методологии). Философия и методология синергетики сами сегодня становятся трансдисицплинарными. Это и не удивительно, т. к. современный этап развития научных знаний можно охарактеризовать как «жажду» единых концептуальных оснований. Начав с идеи единства, человечество, умудренное научными знаниями, переходит в 3-е тысячелетие снова в поиске единства.

Поэтому синергетика, объявившая, что одна из ее главных задач - это познание сквозных закономерностей в поведении нелинейных открытых сред самой различной природы: физических, биологических, социальных, экономических, психических, информационных и проч., познание принципов самоорганизации, подчинения, усиления, оказалась как нельзя кстати в научном мире.

Несмотря на кажущуюся молодость синергетики (терминологически 25 год, для науки - это не возраст), она уже к середине 90-х г. претендует на мировоззренческие позиции, ставя вопрос о синергетическом мировидении (Князева, Курдюмов, 1994) и порождает такие новые научные области как психосинергетика (Ершова-Бабенко, 1992).

К новой научной парадигме относят сегодня теорию изменения, индетерминизм, нелинейность, новую теорию самоорганизации, общую теорию эволюционных систем, глобальный эволюционизм и т.д. (см. работы И. Пригожина, Е. Князевой и С. Курдюмова, Н. Моисеева и Г. Хакена, Э. Ласло и др.).

В конце 80-х попытки построить схему мирового процесса самоорганизации (Моисеев, 1987, 1991) привели ее автора к выводу, что подобная задача является уже не собственно естественнонаучной, а лежит на границе естествознания и философии.

Крупные изменения, происходящие в последние десятилетия в мире науки показали, что на стыке нескольких наук возникла новая быстро развивающаяся (режим с обострением) область исследований - синергетика, которое, несмотря на противоречивые оценки, рассматривается сегодня как перспективное.

Целью этой науки является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных, или то и другое вместе, структур в сложных неравновесных системах (Хакен, 1991). Синергетика, по мнению С. Курдюмова (1994) занимается познанием сложного; поиском новых универсальных образцов самоорганизации сложных систем. Она направлена: на раскрытие универсальных механизмов самоорганизации и эволюции сложных систем, систем любого типа, как природных гак и человекомерных, в т.ч. и когнитивных систем; на раскрытие сквозной связи различных уровней бытия: микроуровня, привычного нам макро и мегауровней. Существует подобие процессов, общий рисунок событий, происходящих на разных уровнях организации, существуют общие геометрии поведения

Возникновение теории самоорганизации - синергетики - было подготовлено трудами многих выдающихся ученых. Это Ч. Дарвин - создатель теории биологической эволюции, Л. Больцман и А. Пуанкаре - основоположники статистического и динамического описания сложных движений. А также Л. Мандельштам, А.А. Андронов, Н.С. Крылов, Н.М. Крылов, Н.Н. Боголюбов, А.А. Власов, Л.Д. Ландау, Я.Б. Зельдович и многие другие.

1977-78-е годы считаются годами рождения нового, объединяющего направления в современной науке. Чтобы подчеркнуть роль коллективных кооперативных эффектов в процессах самоорганизации, Г. Хакен назвал новое направление синергетикой. Несмотря на то, что целесообразность введения этого нового термина неоднократно и бурно оспаривалась, он применяется до сих пор. Во всяком случае, альтернативный термин пока не выдвинут.

Во второй половине 80-х годов была сделана попытка:

1) дать представление о задачах синергетики в различных областях знания - физике, химии, биологии, общей теории вычислительных систем, экономике, экологии, социологии;

2) выявить общие черты рассматриваемых в них проблем;

3) продемонстрировать общность математического аппарата, которая проявляется как при динамических, так и при статистических описаниях;

4) изложить концепции и теоретические методы синергетики.

Уже в этот период на многих примерах было показано единство основных понятий самоорганизации: - принципа подчинения; - параметра порядка; - диссипативных структур; - неравновесных фазовых переходов.

Именно в середине 80-х годов был поставлен вопрос о месте синергетики среди наук, о том, что ее значимость в объединяющей роли, а не в противопоставлении ее другим наукам, в частности, термодинамике.

Как уже говорилось, возникновение теории самоорганизации - синергетики было подготовлено трудами многих выдающихся ученых. В том числе и ряда советских ученых, чьи работы стали, фактически независимым источником синергетических исследований, развернувшихся в 70-80-е годы.

В этом плане обращают на себя внимание исследования в области прикладной математики, близкие к направленности работ Хакена, его параметрам порядка, исследования Климонтовича и его учеников, близкие к исследованиям развития термодинамики и статистической физики И. Пригожина, биофизические исследования М.В. Волькенштейна, Е.Е. Селькова, Д.С. Чернавского и др., работа А.М. Жаботинского по колебательным химическим реакциям, наконец, работа Б.Н. Белинцева (ученика М.В. Волькенштейна) по проблемам самоорганизации и морфогенеза.

Особую роль в становлении синергетики, по мнению некоторых исследователей, сыграла научная школа А.А. Андронова, т. к. «эта школа создавала идейные предпосылки синергетики как исследовательской области» (Печенкин, 1994. С. 258). Данная точка зрения связана с пониманием синергетики как собирательного синонимичного физико-математического учения о самоорганизации, с позицией, что синергетика как исследовательская область складывалась вокруг концепции «самоорганизация» и поэтому название синергетика «охватывает ряд научных направлений, в том числе и те, в которых избегают употреблять этот термин» (там же).

Синергетические исследования восходят, фактически, к изучению физико-математических проблем, учению о распределенных системах, непрерывных средах, примерам самоорганизации в области наук о живой природе и человеческом обществе. Пальма первенства здесь принадлежит киевским и московским физикам, работавших над проблемами горения, плазмы и лазеров. Поскольку синергетика складывалась при воздействии ряда областей теории нелинейных колебаний, то большую роль сыграла проблематика нелинейной оптики, физики плазмы и др.

Синергетика изучает все процессы самоорганизации, происходящие на всех уровнях организации материи с единой точки зрения и в этом смысле снимает разграничение природы на живое и неживое, это научное направление позволило построить мост между естественными и гуманитарными науками.

Отличительная особенность синергетики - возникновение из взаимодействия нескольких теоретически и концептуально высокоразвитых математизированных дисциплин. Однако, так как современная математика не обладает конкретным методом, с помощью которого можно было бы описывать процессы самоорганизации, необходим синтез нескольких ее методов. Синтез теории топосов, бифуркаций, флуктуаций вблизи неравновесных состояний позволяет адекватно описывать процессы самоорганизации, происходящие на всех уровнях организации материи.

Но и математика не может охватить все аспекты и стороны самоорганизации и для ее изучения необходим комплекс методов физических, химических, биологических и математических.

Синергетика не просто объединила разные научные дисциплины и дала возможность изучения с единой точки зрения процессов самоорганизации, происходящих на всех уровнях организации материи, но и поставила перед философской наукой ряд актуальных и тотальных для всего научного знания проблем. Например, проблема нелинейности, неустойчивости, неравновесности самоорганизующихся систем, процесс эволюции материи, место и роль человека в процесса познания и т.д. Среди них далеко не последнее место занимают и методы исследования самоорганизующихся систем, ибо метод - это ключ к пониманию сущности и тенденций развития исследуемой реальности.

Существует немало работ, так или иначе касающихся этой проблемы. В основном это или конкретные естественнонаучные исследования или же абстрактные построения общефилософского характера. Имеются также философско-методологические работы, посвященные изучению сущности, содержанию и определению синергетики. Синергетика рассматривается также в свете общеметодологических принципов естественных наук.

90-е годы свидетельствуют, что популярность и роль синергетики с каждым часом существенно возрастает. Появляется много оригинальных работ, обзоров, монографий, учебных пособий по различным системам синергетики или теории самоорганизации.

Но, не смотря на различную интерпретацию области применения синергетики различными научными школами, со времен выхода в 1984 г. на русском языке книги Г. Хакена, в которой им была сделана попытка изложить конструктивный подход к теории образования временных, пространственных и пространственно-временных структур, состоялось достаточно конференций, симпозиумов, форумов, чтобы стал очевидным следующий факт: во второй половине 20 века наука столкнулась с проблемой недостаточности существующих инструментов исследования явлений, которые относятся к классу сложноорганизованных систем / сред. Это вызвало необходимость поиска новых инструментов исследования, а, главное, переосмысление исследовательских позиций, позиций философии, методологии, наконец, мировоззрения ученых.

Расширение значения синергетики (парадигмы самоорганизации) как междисциплинарного направления научного поиска к концу 90-х годов 20 столетия привело к осознанию ее мировоззренческого смысла. Стало очевидным, что под влиянием идей самоорганизации происходит не просто изменение понятийного строя мышления, но и нашего видения мира, мироощущения и жизненной позиции.

Влияние синергетики распространилось на концептуальный компонент и принципы структуры научной картин мира через философские категории пространства и времени, перестроив их восприятие, через принцип самоорганизации, продемонстрировав широту его применимости, предложив нам представление о нестабильности мира, его нелинейности и открытости (различные варианты будущего), возрастающей сложности формообразований и их объединений в эволюционирующие целостности.

2. Основные положения синергетики

Синергетика, являясь наукой о самоорганизации самых различных систем - физических, химических, биологических и социальных - показывает возможность хотя бы частичного снятия междисциплинарных барьеров не только внутри естественно научной отросли знания, но так же и между естественно научной и гуманитарной культурами.

Синергетика занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем самой различной природы, таких, как электроны, атомы, молекулы, клетки, нейтроны, механические элементы, фотоны, органы, животные и даже люди.

Процесс самоорганизации систем современная наука и, в частности, синергетика, объясняет следующим образом:

1. Система должна быть открытой, потому что закрытая, изолированная система в соответствии со вторым законом термодинамики в конечном итоге должна прийти в состояние, характеризуемое максимальным беспорядком или дезорганизацией.

2. Открытая система должна находиться достаточно далеко от точки термодинамического равновесия. Если система находится в точке равновесия, то она обладает максимальной энтропией и потому неспособна к какой-либо организации: в этом положении достигается максимум ее самодезорганизации. Если же система расположена вблизи или недалеко от точки равновесия, то со временем она приблизится к ней и, в конце концов, придет в состояние полной дезорганизации.

3. Если упорядочивающим принципом для изолированных систем является эволюция в сторону увеличения их энтропии или усиления их беспорядка (принцип Больцмана), то фундаментальным принципом самоорганизации служит, напротив, возникновение и усиление порядка через флуктуации. Такие флуктуации, или случайные отклонения системы от некоторого среднего положения, в самом начале подавляются и ликвидируются системой. Однако в открытых системах благодаря усилению неравновесности эти отклонения со временем возрастают и приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и возникновению нового порядка.

Этот процесс обычно характеризуют как принцип «образования порядка через флуктуации». Поскольку флуктуации носят случайный характер (а именно: с них начинается возникновение нового порядка и структуры), то становится ясным, что появление нового в мире всегда связано с действием случайных факторов. В этом выводе находит свое конкретное подтверждение гениальная догадка античных философов Эпикура (341-270 до н.э.) и Лукреция Кара (99-45 до н.э.), требовавших допущения случайности для объяснения появления нового в развитии мира.

4. В отличие от принципа отрицательной обратной связи, на котором основывается управление и сохранение динамического равновесия систем, возникновение самоорганизации опирается на диаметрально противоположный принцип - положительную обратную связь. Функционирование различных технических регуляторов и автоматов основывается на принципе отрицательной связи, т.е. получении обратных сигналов от исполнительных органов относительно положения системы и последующей корректировки этого положения управляющими устройствами. Для понимания самоорганизации следует обратиться к принципу положительной обратной связи, согласно которому изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а напротив, накапливаются и усиливаются, что и приводит в конце концов к возникновению нового порядка и структуры.

5. Процессы самоорганизации, как и переходы от одних структур к другим, сопровождаются нарушением симметрии. При описании необратимых процессов пришлось отказаться от симметрии времени, характерной для обратимых процессов в механике. Процессы самоорганизации, связанные с необратимыми изменениями, приводят к разрушению старых и возникновению новых структур.

6. Самоорганизация может начаться лишь в системах, обладающих достаточным количеством взаимодействующих между собой элементов и, следовательно, имеющих некоторые критические размеры. В противном случае от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления кооперативного (коллективного) поведения элементов системы и, тем самым, возникновения самоорганизации.

3. Самоорганизация различных систем

Общая характеристика открытых систем

Открытые системы - это термодинамические системы, которые обмениваются с окружающими телами (средой), веществом, энергией и импульсом. Если отклонение открытой системы от состояния равновесия невелико, то неравновесное состояние можно описать теми же параметрами (температура, химический потенциал и другие), что и равновесное. Однако отклонение параметров от равновесных значений вызывают потоки вещества и энергии в системе. Такие процессы переноса приводят к производству энтропии. Примерами открытых систем являются: биологические системы, включая клетку, системы обработки информации в кибернетике, системы энергоснабжения и другие. Для поддержания жизни в системах от клетки до человека необходим постоянный обмен энергией и веществом с окружающей средой. Следовательно живые организмы являются системами открытыми, аналогично и с другими приведенными параметрами. Пригожиным в 1945 году был сформулирован расширенный вариант термодинамики.

В открытой системе изменение энтропии можно разбить на сумму двух вкладов:

d S = d S_e + d S_i (3.1)

Здесь d S_e - поток энтропии, обусловленный обменом энергией и веществом с окружающей средой, d S_i - производство энтропии внутри системы (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схематическое представление открытых систем

Итак, открытая система отличается от изолированной наличием члена в выражении для изменения энтропии, соответствующего обмену. При этом знак члена d S_e может быть любым в отличии от d S_i.

Для неравновесного состояния: S < S_max

Неравновесное состояние более высокоорганизованно, чем равновесное, для которого S = S_max

Таким образом, эволюцию к более высокому порядку можно представить как процесс, в котором система достигает состояния с более низкой энтропией по сравнению с начальной.

Фундаментальная теорема о производстве энтропии в открытой системе с независимыми от времени краевыми условиями была сформулирована Пригожиным: в линейной области система эволюционирует к стационарному состоянию, характеризуемому минимальным производством энтропии, совместимым с наложенными граничными условиями.

Итак состояние всякой линейной открытой системы с независящими от времени краевыми условиями всегда изменяется в направлении уменьшения производства энтропии P = d S / d t пока не будет достигнуто состояние текущего равновесия, при котором производство энтропии минимально:

d P < 0 (условие эволюции)

P = min, d P = 0 (условие текущего равновесия)

d P/ d t < 0 (3.2)

Каждая система состоит из элементов (подсистем). Эти элементы находятся в определенном порядке и связаны определенными отношениями. Структуру системы можно назвать организацию элементов и характер связи между ними.

В реальных физических системах имеются пространственные и временные структуры.

Формирование структуры - это возникновение новых свойств и отношений в множестве элементов системы. В процессах формирования структур играют важную роль понятия и принципы:

Постоянный отрицательный поток энтропии.

Состояние системы в дали от равновесия.

Нелинейность уравнений описывающих процессы.

Коллективное (кооперативное) поведение подсистем.

Универсальный критерий эволюции Пригожина - Гленсдорфа.

Формирование структур при необратимых процессах должно сопровождаться качественным скачком (фазовым переходом) при достижении в системе критических значений параметров. В открытых системах внешний вклад в энтропию (3.1) dS в принципе можно выбрать произвольно, изменяя соответствующим образом параметры системы и свойства окружающей среды. В частности энтропия может уменьшаться за счет отдачи энтропии во внешнюю среду, т.е. когда dS < 0. Это может происходить, если изъятие из системы в единицу времени превышает производство энтропии внутри системы, то есть

dS dS_e dS_i

< 0, если - > - > 0 (3.3)

dt dt dt

Чтобы начать формирование структуры, отдача энтропии должна превысить некоторое критическое значение. В сильно неравновесном расстоянии переменные системы удовлетворяют нелинейным уравнениям.

Таким образом, можно выделить два основных класса необратимых процессов:

Уничтожение структуры вблизи положения равновесия. Это универсальное свойство систем при произвольных условиях.

Рождение структуры вдали от равновесия в открытой системе при особых критических внешних условиях и при нелинейной внутренней динамики. Это свойство не универсально.

Пространственные, временные или пространственно-временные структуры, которые могут возникать вдали от равновесия в нелинейной области при критических значениях параметров системы называются диссипативными структурами.

В этих структурах взаимосвязаны три аспекта:

Функция состояния, выражаемая уравнениями.

Пространственно - временная структура, возникающая из-за неустойчивости.

Флуктуации, ответственные за неустойчивости.

Рис. 3.2. Три аспекта диссипативных структур

Взаимодействия между этими аспектами приводит к неожиданным явлениям - к возникновению порядка через флуктуации, формированию высокоорганизованной структуры из хаоса.

Таким образом, в диссипативных структурах происходит становление из бытия, формируется возникающее из существующего.

Примеры самоорганизации различных систем

Рассмотрим в качестве иллюстрации некоторые примеры самоорганизации систем в химии и биологии.

Химические системы

В этой области синергетика сосредотачивает свое внимание на тех явлениях, которые сопровождаются образованием макроскопических структур. Обычно если дать реагентам провзаимодействовать, интенсивно перемешивая реакционную смесь, то конечный продукт получается однородный. Но в некоторых реакциях могут возникать временные, пространственные или смешанные (пространственные - временные) структуры. Наиболее известным примером может служить реакция Белоусова - Жаботинского.

Рис. 3.2.1. Временные (а) и пространственные (б) периодические структуры в реакции Белоусова - Жаботинского

Такая система и эффект получили название химические часы. Если на реакцию Белоусова - Жаботинского накладывать возмущение - концентрационный или температурный импульс, то есть вводя несколько миллимолей бромата калия или прикасаясь к колбе в течении нескольких секунд, то после некоторого переходного режима будут снова совершаться колебания с такой же амплитудой и периодом, что и до возмущения. Диссипативная

Белоусова - Жаботинского, таким образом, является ассимптотически устойчивой. Рождение и существование незатухающих колебаний в такой системе свидетельствует о том, что отдельные части системы действуют согласованно с поддержанием определенных соотношений между фазами. При составе

сульфата церия - 4,0 ммоль/л,

бромида калия - 0,35 ммоль/л,

малоковой кислоты - 1,20 моль/л,

серной кислоты - 1,50 моль/л,

немного ферроина

при 20С в системе происходят периодические изменения цвета с периодом около 4 минут. После нескольких таких колебаний спонтанно возникают неоднородности концентрации и образуются на некоторое время (30 минут), если не подводить новые вещества, устойчивые пространственные структуры, рисунок 2.2.1б. Если непрерывно подводить реагенты и отводить конечные продукты, то структура сохраняется неограниченно долго.

Биологические системы

Животный мир демонстрирует множество высокоупорядоченных структур и великолепно функционирующих. Организм как целое непрерывно получает потоки энергии (солнечная энергия, например, у растений) и веществ (питательных) и выделяет в окружающую среду отходы жизнедеятельности. Живой организм - это система открытая. Живые системы при этом функционируют определенно в дали от равновесия. В биологических системах, процессы самоорганизации позволяют биологическим системам трансформировать энергию с молекулярного уровня на макроскопический. Такие процессы, например, проявляются в мышечном сокращении, приводящим к всевозможным движениям, в образовании заряда у электрических рыб, в распознавании образов, речи и в других процессах в живых системах. Сложнейшие биологические системы являются одним из главных объектов исследования в синергетике. Возможность полного объяснения особенностей биологических систем, например, их эволюции с помощью понятий открытых термодинамических систем и синергетики в настоящее время окончательно неясна.

В существующих теориях эволюции основное внимание обращалось на воздействие окружающей среды на систему. Именно в изменении или же возникновении новых факторов среды видели в прошлом главную движущую силу эволюции. Даже в дарвиновской теории происхождения новых видов растений и животных путем естественного отбора главный акцент делался на среду, которая выступала в качестве определяющего фактора адаптации живых систем к изменяющимся условиям их существования. Не подлежит сомнению, что внешние условия, среда обитания оказывают огромное влияние на эволюцию, но это влияние в не меньшей степени зависит также от самой системы, ее состояния и внутренней предрасположенности.

С точки зрения парадигмы самоорганизации становится ясным, что условием развития не только живых, но и динамических систем вообще является взаимодействие системы и окружающей ее среды. Только в результате такого взаимодействия происходит обмен веществом, энергией и информацией между системой и ее окружением. Благодаря этому возникает и поддерживается неравновесность, а это в конечном итоге приводит к спонтанному возникновению новых структур. Таким образом, самоорганизация выступает как источник эволюции систем, так как она служит началом процесса возникновения качественно новых и более сложных структур в развитии системы.

На разных уровнях эволюционной лестницы самоорганизация приобретает свой специфический характер. Так, уже на предбиологической стадии возникают автопоэтические системы, которые не просто взаимодействуют со средой, но постоянно обновляют себя и тем самым поддерживают свое существование и относительную автономность. Самой элементарной автопоэтической живой системой является клетка, которая непрерывно обновляет состав своих молекул в результате взаимодействия двух противоположных процессов. Именно в подобном процессе самообновления элементов автопоэтических систем некоторые ученые видят не только прообраз метаболизма, но и обмена веществ в целом. Противоположны им аллопоэтические системы, функционирование которых жестко задано извне. Типичными системами такого рода являются машины, которые конструируются с целью производства определенной продукции.

Чтобы понять, почему самоорганизация составляет основу эволюции систем, необходимо напомнить, что в диссипативных структурах спонтанный порядок и новая устойчивая динамическая структура возникают благодаря усилению флуктуации, а последние зависят от интенсивности взаимодействия системы с окружением. Непрерывное их взаимодействие на всем протяжении динамики системы определяет эволюцию последней. Это означает, что эволюция системы соответствующим образом влияет на развитие среды, точнее говоря, тех внешних, окружающих систем, с которыми она взаимодействует. Вот почему здесь можно с известными оговорками говорить не просто об эволюции, а о коэволюции.

Обычно при анализе эволюционных процессов постепенные изменения, которые при этом происходят, характеризуют как случайные, а совокупный их результат как необходимый. Хотя такое представление и подчеркивает существование связи между ними, тем не менее, не раскрывает механизма взаимодействия между двумя взаимодополнительными сторонами единого процесса эволюции. Парадигма же самоорганизации позволяет это сделать. Действительно, на микроуровне при самоорганизации происходит процесс расширения или усиления флуктуации вследствие увеличения неравновесности системы под воздействием среды. Этот процесс остается незаметным на макроуровне, пока изменения не достигнут некоторой критической точки, после которой спонтанно возникает новый порядок или структура.

Поскольку флуктуации представляют собой случайные отклонения системы, постольку можно сказать, что случайные факторы самоорганизации, а следовательно, и эволюции, выступают на микроуровне системы. Но результат их взаимодействия также не является однозначно детерминированным, как об этом часто заявляют. Именно здесь сложившиеся традиционные представления существенно отличаются от современных. В самом деле, в критической точке открываются, по крайней мере, два возможных пути эволюции системы, что математики выражают термином «бифуркация», означающим раздвоение или разветвление. Какой путь при этом «выберет» система, в значительной степени зависит от случайных факторов, так что ее поведение нельзя предсказать с достоверной определенностью. Но когда такой путь выбран, то дальнейшее движение системы подчиняется уже детерминистским законам. Таким образом, динамику развития системы или ее эволюцию вообще следует рассматривать как единство двух взаимно дополняющих сторон единого процесса развития, а именно случайности и необходимости. Процесс расширения флуктуации как случайных факторов эволюции не следует рассматривать в форме их простого накопления, как это нередко представлялось в отечественной литературе. На самом деле случайные процессы взаимодействуют друг с другом, причем результат такого взаимодействия не может быть предсказан заранее. Только когда возникает новая структура или динамический режим, эволюция системы на макроуровне приобретает детерминистский характер.

Самоорганизация в различных видах эволюции

Если самоорганизация в простейшей форме может возникнуть уже в физико-химических системах, то вполне обоснованно предположить, что более сложноорганизованные системы могли появиться также в результате специфического, качественно отличного - во многих отношениях, но родственного по характеру процесса самоорганизации. С этой точки зрения и возникновение жизни на Земле вряд ли можно рассматривать как уникальное и крайне маловероятное событие, как утверждал, например, известный французский биолог Жак Моно. Несмотря на крайне редкое сочетание благоприятствующих факторов, возникновение жизни на Земле представляет, тем не менее, закономерный результат длительного процесса эволюции.

Поэтому вполне правдоподобно допущение, что процессы автокаталитической самоорганизации могут стать основой для исследования множества самых различных эволюционных процессов. Правда, при этом высказываются опасения, не ведет ли такой подход к редукционизму или даже к физикализму, т.е. объяснению свойств и закономерностей более сложноорганизованных систем закономерностями простых физических систем. Против такого опасения можно выдвинуть ряд убедительных аргументов. Начать с того, что теория диссипативных структур с самого начала постулирует, что вновь возникающие структуры и системы образуются в результате нарушения прежних симметрии, структур и порядка, так что о сведении к ним новых структур не может быть речи. Кроме того, говоря о каталитических диссипативных структурах как основе различных форм эволюции, теоретики синергетики обращают внимание не столько на простое их сходство, сколько на глубокое родство лежащего в их основе механизма самоорганизации.

Теория диссипативных структур, возникшая на основе исследования простейших физико-химических систем, оказалась способной объяснить многие эволюционные процессы, происходящие в биологических, экологических и даже социально - культурных системах. Разумеется, на этом пути встречается немало трудностей и проблем, которые ждут своего конкретного разрешения. Но главное ее преимущество состоит в том, что новая парадигма помогает взглянуть на мир и составляющие ее системы с точки зрения их возникновения и развития.

Попытка приписать качественно отличным от неорганических систем живым системам особые сверхприродные, а потому необъяснимые рациональным способом свойства или качества по сути дела устанавливает непроходимые границы между ними. В результате этого устраняется возможность установления какой-либо связи между неживой и живой природой, неодушевленным и одушевленным миром, а тем самым ликвидируется какая-либо попытка взглянуть на весь окружающий мир с точки зрения его эволюции. Учение о диссипативных структурах может раскрыть механизмы эволюции в конкретных видах эволюции, начиная от простейших систем неживой природы и кончая сложными формами эволюции в биологических, социально-экономических и культурно-исторических системах.

Литература

закономерность синергетика флуктуация неравновесный

Базаров И.П. Термодинамика. - М.: Высшая школа, 2011 г.

Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. - М.: Мир, 2003 г.

Карери Д. Порядок и беспорядок в структуре материи. - М.: Мир, 2005 г.

Курдюшов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика - теория самоорганизации. Идеи, методы перспективы. - М.: Знание, 2003 г.

Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. - М.: Мир, 2009 г.

Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. - М.: Мир, 2000 г.

Попов Д.Е. Междисциплинарные связи и синергетика. - КГПУ, 2006 г.

Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. - М.: Иностранная литература, 1960 г.

Пригожин И. От существующего к возникающему. - М.: Наука, 1985 г.

Синергетика, сборник статей. - М.: Мир, 2012 г.

Хакен Г. Синергетика. - М.: Мир, 1980 г.

Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. - М.: Мир, 1985 г.

Шелепин Л.А. Вдали от равновесия. - М.: Знание, 2007 г.

Эйген М., Шустер П. Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул. - М.: Мир, 1982 г.

Размещено на Allbest.ru