Самооргнаизация

Содержание
Введение. К определению самоорганизации
История воззрений о самоорганизации
Перспективы развития синергетики
Термодинамические аспекты самоорганизации
Уровни организации сложных систем
Синергетика в социологии
Заключение
Литература

Самооргнаизация

В-четвертых, нелинейный характер внешних факторов делает динамику развития настолько неоднородной и несинхронизированной, что картина развития социума в целом предстает как "разновекторная" и труднопредсказуемая. Циклические процессы обладают существенной спецификой своего проявления в разных социальных сферах, различной амплитудой и периодом колебаний (полувековой экономический цикл Кондратьева, 30-летний политический цикл Шлезингера) Иными словами, эти процессы разворачиваются на разных уровнях системы как параллельно, так и перекрещиваясь, обладая различной периодичностью – все это усложняет общую картину социальной самоорганизации. 30
В связи с этим перспективы изучения циклических процессов социальной самоорганизации будут, очевидно, связаны с решением проблемы сопоставимости влиянияразличных детерминант социальной эволюции. 30
Заключение 31
Синергетика – наука о самоорганизации, показывает, что возможно многократно сократить время и требуемые усилия и генерировать, посредством резонансного влияния, желаемые и реализуемые структуры в сложной системе, из потенциального спектра возможных. Она демонстрирует, как можно достигнуть правильного, устойчивого объединения относительно простых эволюционирующих структур в более сложные и ускорить тем самым темп их развития. Синергетика - это оптимистическая попытка овладеть нелинейной ситуацией и использовать методы эффективного нелинейного управления сложными системами, находящимися в состоянии неустойчивости. Это - способ достижения желаемого и осуществимого будущего, которое согласовано с собственными свойствами сложных систем. 31
Список литературы 32
Введение. К определению самоорганизации
Самоорганиза́ция - самодвижение, самоструктурирование, упорядочение в сложной системе за счет внутренних, естественных факторов и процессов, без внешнего специфического воздействия [1]. Человек давно заметил отличие природных систем, существующих в природе, от тех, что созданы им самим. Для первых характерны гармоничность и согласованность всех составных частей, что способствует устойчивости относительно внешних воздействий и возможности к росту, развитию. Для вторых – резкое ухудшение функционирования даже при небольшом изменении внешних воздействий. Возникает возможность исследовать и использовать опыт усложнения и самоорганизации упорядоченных структур, накопленный природой. Изучением природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем занимается область научных исследований, именуемая синергетикой (греч. син — «совместное» и эргос — «действие»). Несмотря на то, что синергетика в широком смысле тождественна самоорганизации, в современном понимании под синергетикой подразумевается конкретная, прежде всего физико – математическая дисциплина, в которой проводится исследование обширной группы нелинейных уравнений определенными аналитическими методами [2,3,4]. Синергетика характеризуется междисциплинарным подходом к изучению объектов, поскольку принципы, управляющие процессами самоорганизации, одинаковы независимо от природы систем. По выражению Германа Хакена, считающегося одним из создателей синергетики, принципы этой науки распространяются «от морфогенеза в биологии, некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики до космических масштабов эволюции звезд, от мышечного сокращения до вспучивания конструкций» [1].
История воззрений о самоорганизации
Первые гипотезы о возможности самоупорядочения сложных систем отражены в трудах античных философов (Демокрит) [5]. Но сторонники атомизма рассматривали возникновение порядка как случайность, в то время как понятия спонтанного возникновения порядка и самоорганизации нетождественны. Кроме того, категория порядка субъективна, то есть, зависит от «смотрящего». В «Рассуждении о методе» философом Р. Декартом [6] была высказана гипотеза об упорядочении в системе за счет ее внутренней динамики. В труде «Всеобщая естественная история и теория неба» И. Кантом была изложена небулярная гипотеза [5], согласно которой планеты образовались из туманности за счет притяжения и отталкивания, внутренне присущих материи.
Впервые термин «самоорганизация» (англ. self-organization) был использован Уильямом Эшби в его научном труде «Принципы самоорганизации динамических систем», опубликованном в американском Журнале общей психологии в 1947 г.
Основатель синергетики Г. Хакен определил ее как науку о самоорганизации [1]. До XXI века синергетика казалась монополистом на описание самоорганизации. Сотрудничество представителей естественных наук в областях нанотехнологий, молекулярной биологии, супрамолекулярной химии, молекулярной и химической физики привело к определению термина «самоорганизации» в этих областях иным образом, нежели в синергетике. В настоящее время синонимами термина самоорганизации являются диссипативные структуры И. Пригожина [3], единая трансдисциплинарная теория Э.Ласло [7], гиперцикл М. Эйгена, тектология А.А. Богданова, универсальный эволюционизм Н.Н.Моисеева [5], синергетика Г.Хакена [1], эволюционная концепция развития вселенной Э.Янча [8].
Перспективы развития синергетики
Роль синергетики в развитии научного знания определяется спецификой используемых ею методов, способных внести существенные новации в решение фундаментальных проблем мироописания. Синергетика как общенаучное направление, изучающее закономерности самоорганизации в системах самой разной природы, возникла на стыке целого ряда наук и за 20 лет своего существования совершила широкую экспансию в различные отрасли научного знания. Это породило своего рода научную моду, как на саму синергетику, так и на проблематику соотношения порядка и хаоса в многообразных ее проявлениях. Популярность синергетических идей и некритическое использование терминов вызывает у специалистов обоснованные опасения о "растворении" синергетики, об утрате ею своих смыслов и предметных очертаний, подобно тому, как это произошло в свое время с кибернетикой и экологией [9]. Однако, данная ситуация отражает определенную научную и мировоззренческую потребность в неком универсальном знании нового типа. В данном случае идет речь о поиске мировоззренческой концепции мироописания, требующего освоения общенаучных новаций и переосмысления накопленного духовного и интеллектуального опыта с целью его перспективной переакцентуализации с позиции проблемы мироупорядочения. Возникают предпосылки нового синтеза науки и философии, приближающего нас к формированию своего рода натурфилософии XXI века, в центре которой снова оказывается проблематика мироупорядочения, теперь уже обладающая современным естественнонаучным основанием. В этом плане синергетика создает "эффект кристаллизации", структурирует и концентрирует научную среду, группируя вокруг себя предметные поля и методологию широкого круга естественных, гуманитарных и социальных наук, связанных с анализом проблем порядка и хаоса, и оказывая существенное влияние на теорию и методологию этих наук.
Термодинамические аспекты самоорганизации
Существенный вклад в решение проблемы самоорганизации материальных систем вносят системный и информационный подходы. Терминология, выработанная в этих областях исследования, приобрела общенаучный характер в описании и объяснении процессов самоорганизации. Но обе эти области исследования изучают материальные системы достаточно высокого уровня организованности: биологические системы, технические, социальные и т.д. Процессы самоорганизации в неживой природе остаются вне интересов этих подходов. Синергетика же открывает закономерности, которые распространяются на все материальные системы.
Г. Хакен и И. Пригожин, прежде всего, обращают внимание на характер процессуальности в материальных системах [3,4]. Все процессы могут быть подразделены на два типа, в зависимости от системы, в которой протекает тот или иной процесс. Они могут протекать в открытой, либо закрытой системе. Процессы, протекающие в замкнутых системах, в соответствии со вторым началом термодинамики, приводят к установлению равновесного состояния, соответствующего для этих систем максимальной степени неупорядоченности или, выражаясь физическим языком, максимуму энтропии. Такие процессы всегда равновесны и линейны. Процессы, протекающие в открытых системах, неравновесны и нелинейны. В них при определенных условиях из хаоса могут самопроизвольно возникать упорядоченные структуры, что и характеризует стремление к самоорганизации. Способность к возникновению диссипативных структур как раз и является ключевым отличием процессов второго типа от процессов первого типа. Природные процессы принципиально неравновесны и нелинейны; именно такие процессы синергетика рассматривает в качестве предмета своего изучения. Постулирование универсальности неравновесных и нелинейных процессов объясняет статус синергетики как общеметодологической дисциплины, сопоставимой с теорией систем и кибернетикой.
По мнению ряда ученых, возникновение синергетики, возможно, знаменует начало новой научной революции, поскольку она меняет стратегию и методологию научного исследования, способствует выработке принципиально новой научной картины мира и ведет к новой интерпретации многих фундаментальных принципов естественных наук. По мнению основателей новой науки, предстоит пересмотреть стратегию научного познания, уйти от классических взглядов на изучаемые объекты как замкнутые системы. Традиционная наука в изучении окружающего мира обращала особое внимание на устойчивость, порядок, имеющие место в замкнутых системах. Синергетический подход акцентирует внимание ученых на неупорядоченности, неустойчивости, неравновесности, нелинейных отношениях в открытых системах. По мнению И. Пригожина, синергетический взгляд в естественных науках ведет к коренному изменению в понимании случайности и необходимости, необратимости природных процессов, позволяет дать принципиально новое истолкование таких фундаментальных понятий, как энтропия и время [3].
Понятие самоорганизации у И. Пригожина связано с понятием диссипативной структуры — структуры спонтанно возникающей в открытых неравновесных системах [3]. Классическими примерами таких структур являются такие явления, как ячейки Бенара, образующиеся в подогреваемой снизу жидкости, периодическая реакция Белоусова — Жаботинского [10]. Процесс возникновения диссипативных структур объясняется автором концепции следующим образом. Пока система находится в состоянии термодинамического равновесия, ее элементы ведут себя независимо друг от друга и в силу такой независимости неспособны к образованию упорядоченных структур. Но данная система под влиянием энергетических взаимодействий с окружающей средой может перейти в неравновесное, возбужденное состояние. Тогда элементы системы «просыпаются от сна» и начинают действовать согласованно. Между ними возникает когерентное взаимодействие, это приводит к образованию того, что И. Пригожин называет диссипативной структурой. После своего возникновения такая структура не теряет резонансного возбуждения, которое ее и порождает, и одним из ключевых свойств такой структуры является ее повышенная «чувствительность» к внешнему воздействию. Изменения во внешней среде оказываются фактором генерации и фактором отбора различных конфигураций данной структуры. Материальная система такого типа включается в процесс структурогенеза или самоорганизации. Если предположить, что естественным состоянием всех процессов действительности является именно неравновесность, то естественным оказывается и стремление к самоорганизации как внутреннее свойство неравновесных процессов. Такое схематическое описание возникновения диссипативных структур и связанного с ними процесса структурогенеза объясняет и название дисциплины. Термин «синергетика» образован от греческого «синергиа», которое означает содействие, сотрудничество. От тех же греческих корней (см. выше) происходит слово «синергизм», обозначающее явление взаимного усиления нескольких факторов, действующих одновременно. Именно такое «совместное действие» элементов диссипативных структур и является тем феноменом, который характеризует процессы самоорганизации.
Трудно переоценить значение синергетического подхода к изучению природных процессов. Этот подход позволяет решить вопрос, который волновал основателей термодинамики: почему вопреки действию закона возрастания энтропии окружающий нас мир демонстрирует высокую степень организации и порядка. Л. Больцман пытался в свое время решить этот вопрос с помощью своей флуктуационной гипотезы. Синергетический подход подводит научную базу под умозрительные философские постулаты о внутренней способности материи к структурной самоорганизации. Он выступает основанием для развития эволюционной концепции в физике на всех масштабах описания материи. «Есть все основания верить, что со временем эволюционная парадигма позволит установить генетическую связь между структурными уровнями существования материальных систем, подобно тому, как дарвиновская теория эволюции позволила установить такую связь между живой и неживой природой»[3]. Как замечает И. Пригожин, «жизнь при нашем подходе перестает противостоять «обычным» законам физики. Впредь физика с полным основанием может описывать структуры, как формы адаптации к внешним условиям» [3]. Возникновение синергетики в значительной степени стимулировало аналогичные исследования в других областях естественных наук, в том числе, в теории происхождения жизни. Немецкий ученый Манфред Эйген, опираясь на исследования И. Пригожина, развил принципиально новую теорию биогенеза [11].
Поскольку синергетика на языке математики формулирует и описывает общие принципы самоорганизации, действительные для всех структурных уровней материи, можно утверждать, что именно эта дисциплина на настоящий момент является наиболее общей теорией самоорганизации.
Американский ученый Н. Винер, один из основателей кибернетики, в своей книге «Кибернетика и общество», изданной в Лондоне в 1954 году, писал: «Мы погружены в жизнь, где мир в целом подчиняется второму закону термодинамики: беспорядок увеличивается, а порядок уменьшается... Рано или поздно мы умрем, и очень вероятно, что вся окружающая нас Вселенная, когда мир будет приведен в состояние единого громадного температурного равновесия, где не происходит ничего действительно нового, умрет в результате тепловой смерти» [12]. Н.Винер констатирует, что в нашей, небольшой части Вселенной, все же имеются отдельные процессы антиэнтропийного характера: возрастает организация, а с ней и информация, представленная в деятельности живых существ, в функционировании машин. В целом же мир, по его убеждению, обречен. Н. Винер считал правильной с научной и мировоззренческой точек зрения концепцию тепловой смерти Вселенной. Данная концепция была разработана физиками В. Томпсоном и Р. Клаузиусом еще в середине XIX века. В основании этой теории лежит попытка экстраполяции закона возрастания энтропии на всю Вселенную. Энтропия является физической величиной, характеризующей процессы превращения энергии. Согласно второму началу термодинамики при реальных термодинамических процессах энтропия замкнутой системы возрастает, что означает движение таких систем к термодинамическому равновесию, выравниванию температур во всей системе. При этом тепловая энергия теряет способность превращаться в другие формы энергии. Распространение действия второго начала термодинамики на всю Вселенную позволяет предположить существование такого момента времени, когда все виды энергии перейдут в тепловую энергию вещества. Далее Вселенная придет в состояние теплового равновесия, выход из которого естественным путем невозможен. Это будет означать тепловую смерть Вселенной.
Как было изложено выше, концепция тепловой смерти Вселенной основывается на фундаментальных законах физики. Тем не менее, она ведет к парадоксальным выводам. За время своего существования Вселенная в принципе должна бы уже давно достигнуть состояния теплового равновесия. Однако уже существование многообразия видов энергии и движения отрицает этот факт. Далее можно предположить два объяснения этого факта: возраст Вселенной либо недостаточен для достижения состояния теплового равновесия, либо она много раз достигала такого состояния, но некоторая, пока неизвестная науке сила, время от времени выводила из него Вселенную. Оба эти предположения ведут к идее сотворения мира или вмешательства в ход физических процессов сверхъестественных сил.
Современная наука накопила данные, свидетельствующие о несостоятельности концепции тепловой смерти Вселенной с естественнонаучной точки зрения. Данная теория является всего лишь мировоззренческой концепцией, основанной на попытке экстраполяции второго начала термодинамики на всю Вселенную; а эта экстраполяция, вообще говоря, может быть и неверна. Статистическая трактовка закона возрастания энтропии предполагает, что изолированная система должна состоять из сколь угодно большого, но конечного числа частиц. Только при этих условиях можно говорить о возрастании энтропии как переходе от менее вероятных к более вероятным состояниям системы. Но Вселенная не является изолированной системой, и она состоит из бесконечного числа частиц. Это означает недопустимость экстраполяции закона для изолированных систем на открытую и бесконечную Вселенную. С другой стороны, довод против концепции тепловой смерти Вселенной приводится общей теорией относительности, созданной Альбертом Эйнштейном. Данная теория учитывает действие во Вселенной гравитационных полей. Термодинамическая система достигает состояния термодинамического равновесия, только если она находится в стационарных (не зависящих от времени) условиях [13]. В то же время гравитационные поля имеют переменный характер, зависят от координат и времени, и выступают в качестве внешних условий протекания во Вселенной термодинамических процессов. Поэтому в силу наличия внешних нестационарных условий возрастание энтропии в такой системе не ведет к достижению термодинамического равновесия, что и опровергает печальный прогноз для Вселенной.
Разрабатываемая в текущее время концепция самоорганизации (синергетика) также убеждает нас в наличии природных сил антиэнтропийного характера.
Уровни организации сложных систем