Самоорганізація та організація систем - студопедія

Процес еволюції будь-якої системи починається з поступового-них її змін, які мають упорядкований характер. Залежно від того, чим визначається такий порядок, прийнято розрізняти самоорганізацію і організацію.

При самоорганізації впорядковані зміни системи викликаються внутрішніми силами і чинниками, притаманними їй. Отже, їх причина полягає в самій системі. На противагу цьому, організація пов'язана з дією зовнішніх по відношенню до системи сил, факторів і причин. Ці відмінності між самоорганізацією і Організацією представля-ються цілком очевидними і узгоджуються зі змістом позначення-чающих їх термінів. На прикладі ринку ми бачили, що само-організація на ньому виникає в силу дії внутрішніх ме-ханізм ціноутворення, в результаті якого з'являється спонтанний, або мимовільний, порядок, що виражається в рівновазі між попитом і пропозицією. На відміну від цього, втручання держави в регулювання ринку, усунення виникаючих недоліків є типовим при-мером організації, зовнішнього втручання в функциониро-вання ринкової системи. На прикладі економічних систем, розглянутих в розділі 9, ми переконалися, що самоорганізація і організація в розвитку суспільства, як правило, взаємно перед- вважають і доповнюють один одного.

Такі висновки з еволюційної теорії прийшли в різке протиріччя не тільки з уявленнями ньютонівської ме--Ханик, а й класичної термодинаміки. Згідно меха-ністіческіх думку, яка панувала в природознавстві XVII - першої чверті XIX століть, все явища в природі пи-талісь пояснити шляхом редукції, або зведення їх до законів механічного руху частинок. При цьому передбачалося, що їхнє становище і швидкість руху можна точно і однозначно визначити в будь-який момент часу в минулому, сьогоденні і майбутньому, якщо так само точно будуть задані їх початкове положення і швидкість. В такому механічному описі руху час, отже, не має ніякого значення і тому його знак можна міняти на зворотний. Згодом подібні про- процеси стали називати оборотними. В особливих випадках подоб-ний абстрактний підхід може виявитися допустимим, але в переважній більшості реальних випадків не можна не вчи-ють зміни систем з плином часу. Іншими сло-вами, всі реальні системи в природі і суспільстві є незворотними.

Вперше з незворотними процесами фізика зіткнулася, коли почала вивчати якісно відмінні від механічного руху теплові процеси. Для їх опису в класичній термодинаміці були сформульовані три її закону, важливішого

шим з яких є другий закон, або другий початок, термодинаміки. Згідно з цим законом ентропія, або беспор-док, в закритій системі постійно зростає, досягаючи в пре-ділі максимуму, відповідного станом термодинамич-ського рівноваги в системі. Поняття ентропії в утримувач-ном сенсі характеризує ту частину повної енергії системи, яка не може бути використана для виробництва роботи і, отже, являє використану, відпрацьовану, де-градіровать енергію. За іншою інтерпретації ентропія рас-розглядати як міра безладу в системі, а максимальне її значення в точці рівноваги відповідає стану максималь-ного безладу, або дезорганізації системи.

За ступенем зростання ентропії, або безладу, можна, отже, судити про еволюцію замкнутої термодинамічної системи, а тим самим і про час її зміни. Саме таким шляхом в фізику увійшло поняття часу як еволюції системи в бік збільшення її безладу. Очевидно, що таке по-нятие часу докорінно розходиться з тим Інти-нормативним його поняттям, до якого ми звикли в повсякденному житті, а також поняттям еволюції в дарвінівської теорії. Якщо в навчанні Дарвіна еволюція означає появу нового, що супроводжується посиленням порядку і організації системи, то в термодинаміки, навпаки, еволюція спрямована в бік збільшення безладу і дезорганізації системи. Можна по-цьому сказати, що якщо в першому випадку еволюція пов'язана з самоорганізацією системи, то в другому - з її самодезоргані-зацией. Таке протиріччя між фізичним і биологиче-ським підходами до еволюції, як уже зазначалося вище, про-продовжували існувати майже до середини XX ст. поки не мож-никла нова термодинаміка незворотних і нерівноважних процесів. Вона розглядає поняття закритої системи як далекосяжну абстракцію, яка не має помітних зв'язків з реальністю, і замість неї в якості фундаментального вводить поняття відкритої системи, визначення якої було дано вище. Така система не може бути рівноважної, оскільки її існування потребує постійного притоку енергії і ве-щества ззовні. Хоча окремі явища самоорганізації в фі-ЗІКу були відомі ще в XIX в. але їх розглядали як «вироджені» випадки і намагалися пояснити за допомогою поня-тий і принципів рівноважної термодинаміки.

Інший видатний дослідник самоорганізації, Бельгія-ський вчений І.Р. Пригожий (р. 1917); росіянин за происхожде-нию, прийшов до своїх ідей, вивчаючи особливі хімічні реак-ції, які призводять до утворення з плином часу спе-цифические просторових структур в рідкому середовищі. Ці реакції експериментально досліджувалися вітчизняними вчених-ними Б. Білоусовим та А. Жаботинським. Спираючись на їх ре-зультати, Пригожий і його співробітники побудували математичні-чний модель цих реакцій, названу брюсселятора (по імені м.Брюссель). Теоретичною основою моделі стала не-класична термодинаміка, що вивчає незворотні процес-си, що відбуваються у відкритих нерівноважних системах.

Якщо така система досить віддалена від точки Термодім-наміческіх рівноваги, то довільно виникають в ній флуктуації, або випадкові коливання, спочатку придушуються системою. Однак оскільки система є відкритою, то вона взаємодіє з середовищем і завдяки цьому її нерівноваги-ність посилиться, а це врешті-решт призведе до руйнування колишнього її порядку і структури, а тим самим і до возникно-вению нової системи. Цей процес Пригожий розглядає як виникнення порядку через флуктуації 1. Структури і системи, що утворюються при цьому, він назвав диссипативними, оскільки їх виникнення пов'язане з диссипацией, або рас-сеіваніем, енергії, використаної системою, і отриманням нової енергії з навколишнього середовища.

Пригожий І. Стенгерс І. Порядок з хаоса.-М. Прогрес, 1986.-С.236,237.

Механізм самоорганізації, коротко описаний вище, но-сит елементарний характер, але він показує, що такий про-процес лежить в «фундаменті самої будівлі матерії» і при нали-ності певних умов (відкритість системи, її нерівно-весность, кооперативну поведінку безлічі її елементів), може початися в найпростіших фізичних і хімічних систе-мах. Чим вище знаходиться система на еволюційних сходах розвитку матерії, тим більше складний і заплутаний характер набувають в ній процеси самоорганізації.

У зв'язку зі сказаним слід підкреслити, що коли захо-дит мова про самоорганізацію в синергетики, то її слід отли-чати від самоорганізації в кібернетиці, де під нею подразуме-вают стабілізацію, збереження заданого порядку або струк-тури. Синергетична ж самоорганізація пов'язана, навпаки, з руйнуванням старої структури і виникненням нового по-рядка, динамічного режиму або структури. Відповідно до цього, вона спирається на принцип позитивного зворотного зв'язку, а кібернетична самоорганізація - на принцип від-ріцательно зворотного зв'язку.

В міру ускладнення процесу синергетичної самоорг-нізації зростають і вимоги до умов її возникнове-ня. Так, наприклад, самоорганізація в хімічних реакціях вимагає присутності каталізаторів і автокатализаторов; на пред-біологічної стадії еволюції виникають так звані автопоетіческіх системи, які не просто взаємодіють із середовищем, але постійно оновлюють себе і тим самим підтрим-жива своє існування і відносну автономність. Саме подібний процес самооновлення можна розглядає-вати як прообраз метаболізму і обміну речовин в живих ор-організми.

Схожі статті