Наш світ, все, що є в ньому спостереження зазнають безперервні зміни - ми спостерігаємо його безперервну еволюцію. Всі подібні зміни відбуваються за рахунок сил внутрішньої взаємодії, у всякому разі, ніяких зовнішніх по відношенню до нього сил ми не спостерігаємо. Відповідно до принципу Бора, існуючим ми маємо право вважати лише те, що спостережуване або може бути зроблено таким. Отже, подібних сил не існує. Таким чином, все, що відбувається навколо нас, ми можемо вважати процесом самоорганізації, тобто процесом, що йде за рахунок внутрішніх стимулів, що не потребують втручання зовнішніх чинників, які не належать системі. До числа таких процесів відноситься також і становлення і дію Розуму, бо він народився в системі в результаті її еволюції. Отже, весь процес еволюції системи - процес самоорганізації. Світ весь час змінюється. Ми не можемо стверджувати, що процес самоорганізації спрямований на досягнення стану рівноваги (під яким розуміється абсолютний хаос), у нас немає для цього підстав, набагато більше даних для затвердження зворотного - світ безперервно розвивається, і в цій зміні проглядається певна спрямованість, яка не є прагнення до рівноваги.
Для опису основ процесу самоорганізації зручно (хоча і явно недостатньо) використовувати термінологію дарвінівської тріади: спадковість, мінливість, відбір, надавши цим поняттям більш широкий зміст. Мінливість в цьому більш широкому сенсі - це вічно присутні фактори випадковості і невизначеності. Без припущення про безперервно діючих випадкових факторах, постійна еволюція системи, що супроводжується появою нових якісних особливостей, мабуть, неможлива. Що стосується терміну "спадковість", то він означає лише те, що сьогодення і майбутнє будь-якої системи в світі залежить від його минулого. Ступінь залежності тієї чи іншої системи від минулого може бути будь-хто. Цей ступінь залежності домовимося називати пам'яттю системи. Під цілком детермінованих системах минуле однозначно визначає майбутнє (можливо і зворотне - по справжньому визначити минуле) .Такі системи - системи з нескінченною пам'яттю (абсолютної спадковістю) .Це абстракція, але вона добре інтерпретує деякі процеси в неживих світі - наприклад, то рух планет, яке ми спостерігаємо (звичайно, лише на деякому. кінцевому, правда дуже великому, інтервалі часу. "Пам'ять системи" в реальних системах в тому сенсі, як ми її визначили, найчастіше виявляється обмеженою: і бескон чная пам'ять і її відсутність - лише абстракції, які зручні для інтерпретації. Прикладом системи, позбавленої пам'яті, є розвинене турбулентний рух.
Поняття "принципів відбору" є найважчим серед понять дарвінівської тріади. Процеси самоорганізації слідують певним правилам, законам. Це твердження - якесь емпіричне узагальнення, питання про походження цих правил лежить поза раціоналізму, як і питання про народження Всесвіту.
Внаслідок цього необхідно більш детально торкнутися поняття самоорганізації в живій і неживій природі, або точніше, нового наукового напрямку, що вивчає саме ці процеси на Землі і у Всесвіті - синергетики.
Синергетика як наука самоорганізації в живій і неживій природі
Синергетика - нова наука сучасності
Поняття «самоорганізація» означає впорядкованість існування матеріальних динамічних, тобто якісно змінюються систем. На відміну від поняття «організація» воно відображає особливості існування динамічних систем, які супроводжуються їх сходженням на все більш високі рівні складності і системної упорядкованості або матеріальної організації.
Існують два підходи до проблеми самоорганізації систем, які все частіше обговорюються в природничо-наукової та філософської літератури. Це так звані субстратної і функціональний підходи. До першого з них відносять теорію походження життя з цілком певними особливостями речової основи біологічних систем, тобто зі строго певним складом елементів-органогенов і не менш певною структурою що входять в живий організм хімічних сполук. Раціональний результат субстратного підходу до проблеми біогенезу - накопичена інформація про відбір хімічних елементів і структур. [1]
В наші дні проблему самоорганізації в живій і неживій природі детально вивчає нова наука - синергетика, яка з'явилася в 70-ті роки минулого століття і що претендує на опис рухомих сил еволюції будь-яких об'єктів нашого світу.
Поява синергетики в сучасному природознавстві ініційовано, швидше за все, підготовкою глобального еволюційного синтезу всіх природничо-наукових дисциплін. Цю тенденцію в чималому ступені стримувало така обставина, як разюча асиметрія процесів деградації та розвитку в живій і неживій природі. Справа в тому, що в класичній науці (ХIX ст.) Панувало переконання, що матерії початку властива тенденція до руйнування будь-якої впорядкованості, прагнення до вихідного рівноваги, що в енергетичному сенсі і означало невпорядкованість, тобто хаос. Такий погляд на речі сформувався під впливом зразковою фізичної дисципліни - рівноважної термодинаміки. [2]
Варто відзначити. Що постулат про здатність матерії до саморозвитку в філософію був введений досить давно. А ось його необхідність в фундаментальних природничих науках (фізиці, хімії) починає усвідомлювати тільки зараз. На хвилі цих проблем і виникла синергетика - теорія самоорганізації.
Головний світоглядний зсув, виробленої синергетикою, можна виразити таким чином:
процеси руйнування і творення, деградації і еволюції у Всесвіті щонайменше рівноправні;
процеси творення (наростання складності і впорядкованості) мають єдиний алгоритм незалежно від природи систем, в яких вони здійснюються.
Таким чином, синергетика претендує на відкриття якогось універсального механізму, за допомогою якого здійснюється самоорганізація в живій, так і неживій природі. Під самоорганізацією при цьому розуміється спонтанний перехід відкритої нерівноважної системи від менш до більш складних і впорядкованим формам організації. Звідси випливає, що об'єктом синергетики можуть бути аж ніяк не будь-які системи, а тільки ті, які задовольняють щонайменше двом умовам:
вони повинні бути відкритими, тобто обмінюватися речовиною або енергією з зовнішнім середовищем;
вони повинні також бути істотно нерівноважних, тобто перебувати в стані, далекому від термодинамічної рівноваги.
Синергетика сформувала принцип саморуху в неживій природі, створення більш складних систем з більш простих. З синергетикою у фізику проник еволюційний підхід, і наука приходить до розуміння творіння як створення нового. Синергетика ввела випадковість на макроскопічний рівень, підтвердивши тим самим висновки механіки для мікроскопічного рівня. Синергетика підтвердила висновок теорії відносності про взаимопревращении речовини і енергії і пояснює утворення речовин. Вона намагається відповісти на питання, як утворилися всі ті макросистеми, в яких ми живемо.
З точки зору синергетики енергія як би застигає у вигляді кристалів, перетворюючись як з кінетичної в потенційну. Речовина - це застигла енергія. Енергія - поняття, що характеризує здатність виконувати роботу, і не тільки механічну, але і роботу зі створення нових структур.
Ентропія - це форма вираження кількості зв'язаної енергії, яку має речовина. Енергія - творець, ентропія - міра творчості. Вона характеризує результат.
У дев'ятнадцятому столітті Ч. Дарвіном була створена теорія еволюції живої природи, яка вивіла умови і механізми виникнення нових видів життя. Синергетика робить те ж саме стосовно неживих рівнів організації матерії - елементарних частинок і т.д.
Синергетика відповідає на питання, за рахунок чого відбувається еволюція в природі. Скрізь, де створюються нові структури, необхідний приплив енергії і обмін з середовищем (еволюція, як і життя, вимагає метаболізму). Якщо в еволюції небесних тіл ми бачимо результат виробництва, то в синергетики вивчається процес творчості природи. Синергетика підтверджує висновок теорії відносності: енергія творить більш високі рівні організації. Перефразовуючи Архімеда, можна сказати: «дайте мені енергію, і я створю світ». [3]
Синергетика і самоорганізація
У певної частини свого сенсу синергетика і такі поняття як самоорганізація, саморозвиток і еволюція мають спільність, яка дозволяє вказати їх все в якості результатів синергетичного процесу. Особливо самоорганізація стійко асоціюються сьогодні з синергетикою. Однак такі асоціації мають подвійне значення. З одного боку, ефект самоорганізації є суттєвим, але, тим не менше, одним з компонентів, що характеризують синергетику, з іншого - саме цей компонент додає виділений сенсу всьому поняття синергетики і, як правило, є найбільш істотним і становлять найбільший інтерес. Не тільки результати, а й умови, причини і рушійні сили самоорганізації мають альтернативи. Так, в розгляді І.Р. Пригожина стосовно дисипативних структурам мова йде про когерентної самоорганізації, альтернативою для якої є континуальної самоорганізація індивідуальних мікросистем, розроблена і запропонована А.П. Руденко. Головним достоїнством '' континуальної '' самоорганізації, запропонованої А.П. Руденко, є те, що саме такий підхід дозволяє провести розгляді зв'язку самоорганізації та саморозвитку. Відповідно до розвиненим поглядами сутність прогресивної еволюції полягає в саморозвитку континуальної самоорганізації індивідуальних об'єктів. Показується, що здатність до саморозвитку і прогресивної еволюції з природним відбором мають тільки індивідуальні мікрооб'єкти з континуальної самоорганізацією і що саме прогресивна хімічна еволюція здатна бути підставою для виникнення життя.
Отже, виходячи з цього можна запропонувати наступне визначення: синергетика - (від грец. Synergetikos - спільний, узгоджено діючий) - наукова дисципліна, що вивчає процеси утворення і масових (колективних) взаємодій об'єктів (елементів, підсистем): (1) що відбуваються у відкритих системах в нерівноважних умовах; (2) що супроводжуються інтенсивним обміном речовиною і енергією підсистем з системою і системи з навколишнім середовищем; (3) характеризуються мимовільно (відсутністю жорсткої детермінації ззовні) поведінки об'єктів (підсистем), що поєднується з їх взаімосодействіе і (4) мають результатом впорядкування, самоорганізацію, зменшення ентропії, також еволюцію систем. Це призводить до необхідності відхилиться від прагнення до визначення саме синергетики і констатувати те, чим реально займаються фахівці в зв'язку з дослідженнями по синергетики. [4]
Синергетична концепція самоорганізації
1. Об'єктами дослідження є відкриті системи в нерівноважному стані, що характеризуються інтенсивним (потоковим, множественно-дискретним) обміном речовиною і енергією між підсистемами і між системою з її оточенням. Конкретна система занурена в середовище, яке є також її субстратом.
2. Середовище - сукупність складових її (середу) об'єктів, що знаходяться в динаміці. Взаємодія досліджуваних об'єктів в середовищі характеризується як блізкодействіе - контактна взаємодія. Серед об'єктів може бути реалізована в фізичної, біологічної та іншої середовищі більш низького рівня, що характеризується як газоподобная, однорідна або суцільна. (В складі системи реалізується дальнодействие - польове і опосередковане (інформаційне) взаємодія.)
3. Розрізняються процеси організації та самоорганізації. Загальною ознакою для них є зростання порядку внаслідок протікання процесів, протилежних встановленню термодинамічної рівноваги незалежно взаємодіючих елементів середовища (також віддалення від хаосу за іншими критеріями). (Організація, на відміну від самоорганізації, може характеризуватися, наприклад, утворенням однорідних стабільних статичних структур.)
4. Результатом самоорганізації стає виникнення, взаємодія, також взаімосодействіе (наприклад, кооперація) і, можливо, регенерація динамічних об'єктів (підсистем) складніших в інформаційному сенсі, ніж елементи (об'єкти) середовища, з яких вони виникають. Система і її складові є істотно динамічними утвореннями.
5. Спрямованість процесів самоорганізації зумовлена внутрішніми властивостями об'єктів (підсистем) в їх індивідуальному і колективному прояві, а також впливами з боку середовища, в яку '' занурена '' система.
6. Поведінка елементів (підсистем) і системи в цілому, істотно характеризується спонтанністю - акти поведінки не є строго детермінованими.
7. Процеси самоорганізації відбуваються в середовищі поряд з іншими процесами, зокрема протилежної спрямованості, і можуть в окремі фази існування системи як переважати над останніми (прогрес), так і поступатися їм (регрес). При цьому система в цілому може мати стійку тенденцію або зазнавати коливання до еволюції або деградації і розпаду. Самоорганізація може мати в своїй основі процес перетворення чи розпаду структури, що виникла раніше в результаті процесу організації.
Наведене розгорнуте визначення є якщо і не цілком досконалим, то все-таки необхідним кроком на шляху конкретизації змісту, яке відноситься до синергетики, і вироблення критеріїв для створення моделює самоорганізується середовища.
Данилов Ю.А. Кадомцев Б.Б. Що таке синергетика // Нелінійні хвилі. Самоорганізація. М. Наука, 1983.
Хакен Г. '' Синергетика '' М. Наука, 1980
[4] Данилов Ю.А. Кадомцев Б.Б. Що таке синергетика // Нелінійні хвилі. Самоорганізація. М. Наука, 1983. [5] Хакен Г. '' Синергетика '' М 1980 [6] Данилов Ю.А. Кадомцев Б.Б. Що таке синергетика // Нелінійні хвилі. Самоорганізація. М. Наука, 1983.