Рассмотренные выше организационные процессы, ведущие к преобразованию систем, могут осуществляться в двух фор­мах: целенаправленной сознательной деятельности человека (организации) и самоорганизации.

Выделяются три типа процессов самоорганизации:

1) процессы, благодаря которым происходит самозарожде­ние организационной формы, т. е. возникновение каче­ственно нового целостного формирования из некоторой совокупности объектов определенного уровня;

2) процессы, поддерживающие определенный уровень организационной формы при изменении внешних и внутренних условий ее функционирования.

3) процессы совершенствования и саморазвития организа­ционной формы, которые способны накапливать и ис­пользовать прошлый опыт.

Проблема самоорганизации стала интенсивно разраба­тываться в кибернетике, в частности, в работах Н. Винера, Дж. фон Неймана, У. Эшби и др. Эти авторы связывали само­организацию со свойством управления и делали акцент на про­блеме организации. Нетрудно убедиться, что самоорганизация здесь явно или неявно предполагает наличие либо внешнего агента (человека-организатора), либо цели, которая задается самоорганизующейся системе человеком.

Только в синергетике разработка проблемы самоорганиза­ции вносит новый вклад в развитие теории организации, рас­сматривая вопрос об организации вне связи с управлением и акцентируя внимание на проблеме связи понятий организации и самоорганизации, порядка и беспорядка, энтропии и инфор­мации.

Эта точка зрения, на наш взгляд, более продуктивна, так как, раскрывая содержание понятия «самоорганизация», мы обогащаем понятие «организация». Организацию можно по­нять и определить через самоорганизацию, но не наоборот. Вполне возможно, что многочисленные попытки построения общей теории организации до сих пор не имеют успеха, в том числе из-за недостаточного внимания к феномену самоорга­низации. Синергетика ставит перед собой задачу не только изучения данного феномена и максимизации (минимизации) синергетических эффектов, но и управления процессами са­моорганизации. Термин «управляемое развитие» должен быть ■ заменен термином «направляемое развитие».

Существует точка зрения, согласно которой в формирова­нии организационных форм роль внешней среды доминиру­ет, т. е. само возникновение материальных структур почти пол­ностью определяется внешними факторами, поэтому рассмат­ривать самоорганизацию лишь как внутреннее свойство системы в принципе неверно: самоорганизация невозможна без внешней среды.

Самоорганизация не является локальным процессом, про­текающим независимо от внешней среды. Но хотя самоорга­низация и зависит от типа внешней среды, от истории разви­тия и возможных форм ее реализации, хотя внешние условия играют важную роль в выборе поведения материальных си­стем, последнее невозможно объяснить, исходя только из внеш­них факторов как определяющих.

Самоорганизацию целесообразно подразделять на самоор­ганизацию естественных и самоорганизацию искусственных систем. Очевидно, что до появления человека существовала естественная самоорганизация в «чистом» виде. И сейчас та­кие процессы самоорганизации происходят в природе естест­венным путем. К самоорганизации искусственных систем от­носятся процессы, которые совершаются в самоорганизу­ющихся системах, созданных руками человека. Однако вполне очевидно, что природа процессов самоорганизации не зависит от типа систем, и естественные предпосылки ее возникнове­ния, а также формализованный аппарат описания самого про­цесса идентичны.

Следует отметить, что не только в искусственных, но и во многих естественных системах человек способен оказывать влияние на управляющие параметры и «стохастические» силы и этим в известной мере предопределять момент изменения состояния системы (точка бифуркации) и соответственно сце­нарий развития самоорганизующейся системы. В этом случае можно говорить о размывании границы между процессами организации и самоорганизации. По этой же причине, на наш взгляд, нельзя говорить и о противопоставлении понятий «организация» и «самоорганизация», как нельзя ни сводить соотношение между этими понятиями к формально-логиче­скому пониманию «шире - уже» (оно носит сложный харак­тер), ни противопоставлять их. Это два взаимодополняющих процесса. Примером тому может служить демографическая си­стема, в которой наиболее ярко проявляется диалектическое единство организации и самоорганизации.

Раскрытие принципов самоорганизации зависит от пони­мания и адекватного определения понятия самоорганизации. Как следует из литературных источников, самоорганизация - это понятие для обозначения процесса структурообразования в результате действия внутренних детерминантов при специ­фических внешних условиях. При этом причиной возникно­вения структур являются внутренние детерминанты, внутрен­ние свойства системы, внешние же условия (факторы) - всего лишь поводом.

Таким образом, многие авторы при определении понятия самоорганизации совершенно верно указывают в качестве определяющих внутренние причины, однако при этом игнорируют (или опускают как нечто несущественное) факт откры­тости системы для внешних инициирующих воздействий. Вместе с тем некоторые философы отдают предпочтение вне­шним детерминантам, т. е. считают, что роль внешней среды доминирует. В предложенном определении понятия самоорга­низации наблюдается сближение двух точек зрения, но имен­но такой подход к пониманию самоорганизации представля­ется наиболее перспективным.

Самоорганизация в синергетическом понимании - это процесс спонтанного образования высокоупорядоченных по времени и (или) в пространстве устойчивых структур в гетеро­генных открытых неравновесных динамических системах лю­бой природы вследствие внутрисистемных закономерностей при индуцировании внешними воздействиями.

Понятие самоорганизации тесно связано с более фундамен­тальными понятиями порядка и беспорядка. Проблема «поря­док - беспорядок» привлекает внимание исследователей раз­личных областей современной науки. Эти понятия, впервые возникшие в физике, используются для изучения широкого круга явлений не только в естественных, технических, но и в общественных науках, что говорит о необходимости последо­вательно развивать и уточнять представление о порядке и бес­порядке в структуре материи.

Понятия «порядок» и «беспорядок» наряду с понятием «са­моорганизация» являются ключевыми в синергетике, исследу­ющей не только процессы образования устойчивых макроско­пических структур в сложных неравновесных открытых дина­мических системах любой природы, как во времени, так и в пространстве, но и обратное явление - переход от упорядо­ченного состояния к хаосу. Самоорганизация и хаос, или, в более общем смысле, порядок и беспорядок, - это основ­ные структурные характеристики материи.

Различают три типа процессов самоорганизации:

1)процессы самозарождения организации, т.е. возникновение из некоторой совокупности целостных объектов определенного уровня новой целостной системы со своими специфическими закономерностями (например, генезис многоклеточных организмов из одноклеточных);

2)процессы, благодаря которым система поддерживает определенный уровень организации при изменении внешних и внутренних условий ее функционирования (здесь исследуются главным образом гомеостатические механизмы, в частности, механизмы, действующие по принципу отрицательной обратной связи);

3)процессы, связанные с совершенствованием и саморазвитием таких систем, которые способны накапливать и использовать прошлый опыт.

Специальное исследование проблем самоорганизации впервые было начато в кибернетике. Термин «самоорганизующая система» ввел английский кибернетик У.Р. Эшби в 1947 г. Широкое изучение самоорганизации началось в конце 50-х гг. XX в. в целях отыскания новых принципов построения технических устройств, способных моделировать различные стороны интеллектуальной деятельности человека. Исследование проблем самоорганизации стало одним из основных путей проникновения идей и методов кибернетики, теории информации, теории систем, биологического и системного познания.

В 70-е гг. XX в. начала активно развиваться теория сложных самоорганизующихся систем. Результаты исследований в области нелинейного (порядка выше второго) математического моделирования сложных открытых систем привели к рождению нового мощного научного направления в современном естествознании – синергетики. Как и кибернетика, синергетика – это некоторый междисциплинарный подход. В отличие от кибернетики, где акцент делается на процессах управления и обмена информацией, синергетика ориентирована на исследование принципов построения организации, ее возникновения, развития и самоусложнения.

Мир нелинейных самоорганизующихся систем гораздо богаче, чем мир закрытых, линейных систем. Вместе с тем «нелинейный мир» сложнее моделировать. Как правило, для приближенного решения большинства возникающих нелинейных уравнений требуется сочетание современных аналитических методов с вычислительными экспериментами. Синергетика открывает для точного, количественного, математического исследования такие стороны мира, как его нестабильность, многообразие путей изменения и развития, раскрывает условия существования и устойчивого развития сложных структур, позволяет моделировать катастрофические ситуации и т.д.

Методами синергетики было осуществлено моделирование многих сложных самоорганизующихся систем: от морфогенеза в биологии и некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики и автоколебательных приборов до формирования общественного мнения и демографических процессов. Основной вопрос синергетики – существуют ли общие закономерности, управляющие возникновением самоорганизующихся систем, их структур и функций. Такие закономерности существуют. Это открытость, нелинейность, диссипативность.

Самоорганизация - это процесс эволюции от беспоряд­ка к порядку. Естественно энтропия системы, в которой происходит самоорганизация, должна убывать. Однако это ни в коей мере не противоречит закону возрастания энтропии в замкнутой системе, то есть второму началу тер­модинамики. Из приведенных выше примеров видно, что все подобные системы являются открытыми система­ми, то есть обменивающимися с окружающими их систе­мами либо веществом, либо энергией или и тем, и дру­гим. Понятно, что можно выделить замкнутую систему, в которой происходит самоорганизация. Например, мож­но представить себе изолированный от излучения звезд космический корабль, в котором произрастают растения. Очевидно, однако, что в любой такой замкнутой системе можно выделить подсистему, в которой именно и проис­ходит самоорганизация, и энтропия которой убывает, в то время как энтропия замкнутой системы в целом воз­растает в полном соответствии со вторым началом термо­динамики.

Таким образом, можно сформулировать общее прави­ло: процессы самоорганизации происходят в открытых системах. Если самоорганизация происходит в замкнутой системе, то всегда можно выделить открытую подсисте­му, в которой происходит самоорганизация, в то же время в замкнутой системе в целом беспорядок возрастает.

Следующей особенностью является то, что самоорга­низация происходит в системах, состояние которых в дан­ный момент существенно отлично от состояния статисти­ческого равновесия. Иногда упрощенно говорят, что к са­моорганизации способны системы, находящиеся вдали от равновесия. Нарушение статистического равновесия вы­зывается внешним воздействием. В приведенном выше примере с ячейками Бенара внешнее воздействие - это нагревание сосуда, которое приводит к различию темпе­ратур в отдельных макроскопических областях жидкости. В электрических генераторах внешнее воздействие - это напряжение, создаваемое источником, которое приводит к отличному от равновесного распределению электронов. То же происходит в оптических квантовых генераторах под воздействием внешней оптической накачки или элек­трического разряда, происходящего от внешнего источ­ника. Состояние системы, далекой от равновесия, является неустойчивым, в отличие от состояния вблизи равно­весия. Именно в силу этой неустойчивости и возникают процессы, приводящие к возникновению структур.

Самоорганизация возможна лишь в системах с боль­шим числом частиц, составляющих систему. В ряде слу­чаев это достаточно очевидно, поскольку, например, мак­роскопические пространственные структуры содержат большое число атомов и молекул. Однако если обратить­ся к примеру с автоколебаниями популяций, то можно утверждать, что при малом числе особей в популяции такие автоколебания невозможны. Дело в том, что толь­ко в системах с большим числом частиц возможно воз­никновение флуктуации - макроскопических неоднородностей.

Роль флуктуации в процессах самоорганизации, как мы далее покажем, оказывается весьма важной, поэтому рассмотрим это понятие подробнее. Если мы возьмем мак­роскопический сосуд, в котором находится порядка деся­ти молекул, то понятия плотности или давления в такой системе теряют смысл. Эти понятия применимы лишь к сосуду, содержащему большое число частиц, именно в этом случае мы можем измерить давление нашими приборами. При статистическом равновесии, как следует из опреде­ления, в различных областях пространства сосуда прибор должен показывать одинаковое давление. Однако оказы­вается, что в достаточно малых (но макроскопических) областях в какие-то моменты времени это давление, а, сле­довательно, и плотность, отличается от среднего давления и средней плотности в сосуде. Самопроизвольное (спон­танное) отклонение от состояния статистического равно­весия и называется флуктуацией. В случае с газом или жидкостью в сосуде флуктуации давления невозможно наблюдать обычными манометрами. Тем не менее именно такими флуктуациями объясняется броуновское движе­ние. Его можно наблюдать, если в сосуд с жидкостью по­местить легкую, но в то же время видимую в микроскоп частицу (напомним, что молекулы жидкости наблюдать в микроскоп невозможно). Опыт показывает, что частица совершает сложные хаотические, но вполне регистрируе­мые движения. Такое движение было названо броуновским.

Объяснение этого опыта было дано А. Эйнштейном и М. Смолуховским, которые показали, что оно является результатом возникновения по разные стороны частицы областей с разным числом молекул жидкости. Наличие флуктуации характерно для любой системы, содержащей большое число частиц.

Эволюция систем, способных к самоорганизации, опи­сывается нелинейными уравнениями. В задачу данного курса не входит исследование уравнений, поэтому мы не будем давать строгого определения нелинейности, а лишь проиллюстрируем некоторые важные свойства, следую­щие из нелинейности уравнений.

В отличие от систем, эволюция которых описывается линейными уравнениями, а малые изменения начального состояния которых приводят к малым изменениям их ко­нечного состояния через ограниченный промежуток времени, для систем, описываемых нелинейными уравнения­ми, такое свойство, вообще говоря, не имеет места.

Для иллюстрации вспомним выражение для траекто­рии материальной точки в однородном поле силы тяже­сти: r (t) = g t 2 /2 + v (0)t + г (0). В этом уравнении на­чальное состояние в момент t = 0 определяется начальной координатой г (0) и начальной скоростью v (0), от которых уравнение зависит линейно. При малом изменении этих параметров координата и скорость в любой последующий момент времени изменятся незначительно.

Противоположный пример, когда малые изменения начальной координаты и начальной скорости приводят к радикальному изменению эволюции, реализуется в игре «детский биллиард». Скатываясь по наклонной плоско­сти, шарик ударяется и отскакивает от нескольких штырь­ков. Достаточно очевидно, что конечное состояние (поло­жение) шарика полностью определяется начальными ус­ловиями и в то же время повторить траекторию шарика практически невозможно (в чем собственно и заключает­ся смысл игры). Если описать движение шарика при по­мощи уравнений, которые в этом случае имеют, естест­венно, более сложный вид, то оказывается, что эти урав­нения нелинейно зависят от начальных условий.

Строго говоря, фундаментальные законы естествозна­ния в современных теориях всегда являются нелинейны­ми, линейность является некоторым приближением, ко­торое иногда оправданно. Говоря о том, что системы, спо­собные к самоорганизации, описываются нелинейными уравнениями , мы подразумеваем, что эффекты, обуслов­ленные нелинейностью, являются достаточно значитель­ными по сравнению с флуктуациями. Заметим, что при планировании своих действий чело­век на уровне обыденного сознания всегда мыслит в ли­нейном приближении, которое часто не оправдано, если речь идет о достаточно сложных системах, например при планировании социальных и экономических процессов в обществе.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

1. Теория самоорганизации

Заключение

Список литературы

Введение

Самоорганизация - целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Свойства самоорганизации обнаруживают объекты различной природы: клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2006. С. 122. .

Основной критерий рaзвития сaмооргaнизующихся систем - увеличение зaпaсa свободной энергии, которaя может быть высвобожденa для совершения полезной рaботы. При этом aбсолютно не вaжнa природa сaмой системы - будь то примитивнaя тепловaя мaшинa или экономикa огромной стрaны - если системa нерaвновеснa и обменивaется веществом и энергией с окружaющей средой, для нее спрaведливы все нaиболее общие зaкономерности рaзвития. К примеру в привычных терминaх мaрксистской политэкономии укaзaнный критерий рaзвития формулируется кaк зaкон прибaвочной стоимости или добaвочного продуктa - дело лишь в обознaчениях, a по смыслу эти понятия изоморфны. И если в дaльнейшем кaкие-либо сугубо экономические кaтегории, трaктуемые с энерговещественной точки зрения, покaжутся неоднознaчными или дaже спорными, стоит зaдумaться - a столь ли всеобщей является нaукa экономикa, может в ней покудa не открыты ряд фундaментaльных зaконов?

Цель работы - рассмотреть процессы самоорганизации.

Задачи работы - определить теорию самоорганизации; охарактеризовать неравновесные процессы и открытые системы; изучить самоорганизацию диссипативных структур.

1. Теория самоорганизации

Небезызвестный Г.Беккер недaвно получил Нобелевскую премию зa теорию экономической мотивaции социaльных явлений, однaко те же сaмые мотивaции элементaрно следуют из принципa нaименьшего действия, известного в физике кaк минимум сотню лет.

Возврaщaясь ко всеобщим энерговещественным зaкономерностям прогрессирующего рaзвития, отметим, что в сопряженной системе рост свободной энергии возможен кaк зa счет внешних фaкторов - экстенсивный путь рaзвития, тaк и зa счет внутренних - интенсивный. В реaльных условиях, когдa мощность сопрягaющего потокa конечнa, экстенсивное рaзвитие всегдa имеет предел, после которого для продолжения рaзвития системе необходимо переходить нa интенсивный путь, связaнный с ростом эффективности использовaния получaемой энергии, увеличением собственого к.п.д., что будет ознaчaть концентрировaние энергии в единице объемa. Если для экстенсивного пути рaзвития хорошим aнтропогенным aнaлогом является нaрaщивaние мощности мускулaтуры, то для интенсивного весьмa покaзaтельным будет следующий бытовой пример. Мы приклaдывaем примерно рaвные мышечные усилия при рaсчесывaнии волос и при бритье, однaко в последнем случaе тa же энергия концентрируется нa микронной поверхности и создaет дaвление порядкa сотен aтмосфер, что сопостaвимо с лучшими промышленными прессaми и во много крaт превышaет физические возможности человекa. Концентрировaннaя энергия выполняет большую рaботу, нежели неконцентрировaннaя - в этом суть интенсивного этaпa рaзвития, нa котором сегодня нaходится человечество.

Однaко, и интенсивный путь рaзвития не может быть бесконечным - при к.п.д., близком к единице, он зaвершaется - системе рaзвивaться дaльше просто некудa. В этом состоянии выбор невелик - либо дегрaдировaть, исчерпaв весь зaпaс ресурсa , либо зaмкнуть энерговещественные циклы и функционировaть рaвновесно. В результaте подобного естественного отборa сохрaняются лишь те системы, которые функционируют нa принципaх зaмкнутых циклов - этот тип рaзвития получил нaзвaние экологического. Следует отметить, что исследовaние всех в принципе возможных способов обменa веществом и энергией в aбстрaктной сaмооргaнизующейся системе привело к структуре, с точностью до мелких детaлей совпaдaющей со структурой экосистем, определенной в экологии эмпирически. Это является дополнительным подтверждением необходимости переориентaции техносферы нa биологические принципы функционировaния, свойственные именно экологическому типу рaзвития.

Выводы очевидны. Первый зaключaется в неизбежности переходa любой рaзвивaющейся мaтериaльной системы от экстенсивного пути рaзвития к интенсивному, a зaтем и экологическому. Сегодня по всем признaкaм мы нaходимся нa этaпе переходa к интенсивной модели, и несмотря нa все рaзговоры о постиндустриaльной эпохе, пройдет еще немaло времени до того моментa, когдa человечество зaмкнет циклы. Второй вывод отдaет нaлетом фaтaльности - с энерговещественной точки зрения любое рaзвитие огрaничено. Дaже если удaстся решить проблему термоядерного синтезa, то aссимиляционнaя способность среды все-рaвно не позволит человечеству рaзвивaться беспредельно и венцом его рaзвития по-прежнему будут зaмкнутые энерговещественные циклы.

Ознaчaет ли это конец истории? Безусловно нет, и здесь будет уместнa следующaя эволюционнaя aнaлогия. При формировaнии биосферы вся солнечнaя энергия внaчaле шлa нa увеличение биомaссы. Когдa же циклы зaмкнулись и биомaссa плaнеты стaбилизировaлaсь, стaло можно вести речь о том, что вся поступaющaя энергия прaктически целиком преврaщaлaсь в информaцию - рaзнообрaзие биоты, способов ее существовaния, первичных нaвыков, позже - непосредственно в человеческие знaния. То есть суть экологического пути рaзвития - опосредовaнaя трaнсформaция энергии в информaцию, знaния. Прогресс и дaльнейшее рaзвитие безусловно будут, но в принципиaльно иной - интеллектуальной сфере. Переход к этому этaпу рaзвития ознaменуется мaсштaбным мировым кризисом, ниспровергaющим сложившуюся систему мaтериaльных ценностей и утверждaющим в кaчестве основной ценности внутренний мир человекa, его индивидуaльный и коллективный рaзум. Все мaтериaльное, о чем тaк печется современный человек, будет игрaть вспомогaтельную роль, кaкую выполняет, нaпример, электричество для компьютерa, нa первый плaн выйдет информaция, знaния, смысл Моисеев Н. Экология М.: Молодая гвардия, 1988. С. 141. .

2. Неравновесные процессы и открытые системы

Кристаллы - упорядоченные равновесные структуры. В природе существуют и иные упорядоченные структуры, которые возникают в диссипативных системах. Диссипативная система является подсистемой больших неравновесных термодинамических систем.

Циркуляционные потоки в атмосфере и океанах Земли - под действием солнечного излучения - самоорганизация на Земле.

2. Ячейки Бенара - самоорганизация в физических явлениях

3. Химическая реакция Белоусова-Жаботинского - самоорганизация в химии

Под воздействием BrO3-, H+ в растворе происходят реакции:

Ce3+-> Сe4+ - окисление, цвет раствора голубой.

Сe4+ -> Сe3+ - восстановление, цвет раствора красный. Таким образом, имеется автоколебательный процесс изменения концентрации четырехвалентного церия с одновременным варьированием цвета

На поверхности раствора появляются поверхностные волны (химические спиральные волны)

4. Динамика популяций хищников и их жертв - самоорганизация в биологии.

Неравновесные процессы с возникновением в системах упорядоченных структур - диссипативных структур. Самоорганизация не связана с особым классом веществ, но она существует лишь в специальных системах, удовлетворяющих условиям:

а) открытые системы, т.е. открытые для притока энергии (вещества) извне;

б) макроскопические системы, т.е. системы описываются нелинейными уравнениями.

Следует также отметить, что диссипативные структуры являются устойчивыми образованиями, и их устойчивость определяется устойчивостью внешнего источника энергии Яблоков А.В. Актуальные проблемы эволюционной теории. М.: Наука, 1966. С. 104-105. .

3. Самоорганизация диссипативных структур

Самоорганизующимися процессами называют процессы, при которых возникают более сложные и более совершенные структуры. Это определение позволяет выделить самоорганизацию как один из возможных путей эволюции и отнести этот процесс к условиям, далеким от термодинамического равновесия. Эволюция может приводить и к деградации. Так, в закрытых системах, когда движущая сила процесса - стремление системы к минимуму свободной энергии, достигаемое равновесное состояние является наиболее хаотическим состоянием среды. Если же эволюция системы контролируется минимумом производства энтропии (неравновесные условия), происходит самоорганизация динамических структур, названных диссипативными. К диссипативным структурам относятся пространственные, временные или пространственно-временные структуры, которые могут возникать вдали от равновесия в нелинейной области, если параметры системы превышают критические значения. Диссипативные структуры могут перейти в состояние термодинамического равновесия только путем скачка (в результате неравновесного фазового перехода). Основные их свойства следующие:

они образуются в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия, в результате флуктуации до макроскопического уровня;

их самоорганизация происходит в результате экспорта энтропии;

возникновение пространственного или временного порядка аналогично фазовому переходу;

переход в упорядоченное состояние диссипативной системы происходит в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния при критическом значении некоторого параметра, отвечающем точке бифуркации;

в точке бифуркации невозможно предсказать, в каком направлении будет развиваться система, станет ли состояние хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности.

Таким образом, диссипативные структуры - это высокоупорядоченные самоорганизующиеся образования в системах, далеких от равновесия, обладающие определенной формой и характерными пространственно-временными размерами, они устойчивы относительно малых возмущений. Важнейшие характеристики диссипативных структур - время жизни, область локализации и фрактальная размерность. Диссипативные структуры отличаются от равновесных тем, что для своего существования они требуют постоянного притока энергии извне, так как по определению, их самоорганизация связана с обменом энергией и веществом с окружающей средой.

Под диссипативной системой понимают систему, полная механическая энергия которой при движении убывает, переходя в другие формы, например в тепло. Соответственно диссипация энергии есть переход части энергии упорядоченного процесса в энергию неупорядоченного процесса, а в конечном итоге - в теплоту.

Процесс перехода "устойчивость-неустойчивость-устойчивость" следующий. Первоначально устойчивая диссипативная структура, достигая в процессе эволюции системы порога неустойчивости, начинает осциллировать, а возникающие в ней флуктуации приводят к самоорганизации новой, более устойчивой на данном иерархическом уровне диссипативной структуры.

Одним из типичных примеров самоорганизации диссипативных структур является переход ламинарного течения жидкости в турбулентное. До недавнего времени он отождествлялся с переходом к хаосу.

Таким образом, гидродинамическая неустойчивость при переходе ламинарного течения в турбулентное связана с образованием динамических диссипативных структур в виде вихрей Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2004 .

Заключение

Разработкой теории самоорганизации занимаются несколько научных дисциплин:

1. Термодинамика неравновесных (открытых) систем.

2. Синергетика.

3. Теория катастроф Рубин А.Б. Термодинамика биологических процессов. М.: Изд-во МГУ, 1984. С. 180. .

Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества.

В каждом конкретном случае самоорганизация проявляется по-разному, это зависит от сложности и природы изучаемой системы.

Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.

Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате процесса организации.

Список литературы

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2004.

2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2006.

3. Моисеев Н. Экология М.: Молодая гвардия, 1988.

4. Рубин А.Б. Термодинамика биологических процессов. М.: Изд-во МГУ, 1984.

5. Яблоков А.В. Актуальные проблемы эволюционной теории. М.: Наука, 1966.

Подобные документы

Дриопитеки как животные предки человека. Представители человеческой линии эволюции - австралопитеки. Эволюция рода человек. Самоорганизация как основа эволюции. Основные условия и положения самоорганизации систем. Две теории о происхождении материков.

контрольная работа , добавлен 10.08.2009


Кибернетика и ее принципы. Самоорганизующиеся системы. Связь кибернетики с процессом самоорганизации. Синергетика как новое направление междисциплинарных исследований. Отличие синергетики от кибернетики. Структурные компоненты процесса самоорганизации.

реферат , добавлен 09.09.2008


Происхождение и структурирование Вселенной. Эволюционные процессы в нашей галактике. Формирование Солнечной системы, возникновение Земли. Зарождение и эволюция жизни на Земле. Самоорганизация человеческого общества. Эволюция человеческого общества.

реферат , добавлен 27.12.2016


Физический смысл возрастания энтропии. Характеристика самоорганизации в диссипативных структурах. Особенности эволюции в социальных и гуманитарных системах. Сущность процессов взаимопревращения различных видов энергии. Термодинамическое равновесие.

контрольная работа , добавлен 19.04.2015


Характеристики самоорганизующихся систем. Открытость. Нелинейность. Диссипативность. Системная модель мира. Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия. Основы теории самоорганизации систем. Синергетическая картина мира.

реферат , добавлен 18.11.2007


Синергетика как новое направление междисциплинарных исследований и новое миропонимание. Основные этапы развития синергетики: термины, понятия и категориальный аппарат, уровни самоорганизации материи, концепция развития. Диалектика эволюции живой природы.

курсовая работа , добавлен 09.06.2010


Исторические этапы и структура процессов эволюции. Суть теории бифуркации в синергетике. Кризис современной цивилизации и пути выхода. Синергетика как составляющая научной картины мира. Идея самоорганизации системы. Эволюционно-синергетическая концепция.

презентация , добавлен 22.11.2011


Принципы осмысления действительности. Принципы нелинейной термодинамики неравновесных процессов в синергетике. Синергетика как научная теория о самоорганизации в природе и обществе как открытых системах. Катастрофы и бифуркации синергетической системы.

реферат , добавлен 24.06.2010


Теория самоорганизации в современном естествознании. Энгельс о гипотезе тепловой смерти Вселенной и превращении форм движения. Второй закон термодинамики - закон деградации энергии. Принцип существования энтропии. Необратимость природных процессов.

реферат , добавлен 02.04.2011


Изучение эволюции биосферы как процесса самоорганизации в открытой неравновесной системе планетарного масштаба. Определение сути и главной задачи экологии. Основы целостного учения Вернадского о биосфере. Роль человека в современном состоянии биосферы.

Вопрос о том, что такое самоорганизация, является очень интересным. Рассмотрим его в данной статье. Самоорганизация систем - это который приводит в результате взаимодействия различных его участников к возникновению более эффективных структур.

Изучение показывает, что многие открытые сложные образования, которые состоят из большого количества подсистем, способны при конкретных условиях к эволюции и самоорганизации.

История изучения самоорганизации

Для общественных и природных процессов значение самоорганизации изучалось, пусть на богословском или абстрактно-философском уровне, еще со времен Аристотеля. Сотни трудов были написаны о том, как устроен наш мир, в чем заключена первопричина устойчивости и целостности Вселенной, существующей уже миллиарды лет. Особенно актуальной эта проблема стала в прошлом веке, во второй его половине. Связано это с развитием кибернетики.

Кибернетическое понимание

В философии долгое время господствовал взгляд на данный процесс как на присущее лишь живым системам явление. Самоорганизация в природе, например, - клетка, биологическая популяция. Понаблюдайте за стаей птиц, муравьями или пчелами, и вы поймете, что это такое.

Кибернетическое понимание самоорганизации, то есть определение ее как иерархической централизованной структуры, где снизу поступает информация по каналу обратной связи только как конечный результат, а решают лишь наверху, оказалось не в состоянии отразить реальное функционирование систем, его сложность, а также создать модели объяснения процессов, которые происходят в сложных объединениях.

Неклассический подход

Внутри кибернетики во второй половине 1950-х годов зарождается неклассическое направление, созданное для изучения различных систем (самоорганизация материи, общества). В его рамках был предложен механизм, находящийся ближе к синергетическому, чем к кибернетическому (который считается классическим). Н. Винер, основатель кибернетики, стал одним из неклассиков, исследовавших принцип самоорганизации. В XX веке, в начале 1960-х годов, М. Л. Цетлин, советский ученый, писал о том, что если рассматривать управление как происходящее адресным способом сверху донизу, то система тогда будет очень сложной. Автоматы, если заданы правила игры, сами находят необходимые действия, не нуждаясь в указаниях. Таков, по его мнению, принцип самоорганизации.

Синергетика как дисциплина

Дисциплина синергетика, появившаяся на Западе, к 1975 году установилась как новое направление в науке, весьма перспективное, значительно расширяющее круг различных процессов самоорганизации, ранее изучавшихся кибернетикой. В трудах этого направления можно отметить, что самоорганизация как явление рассматривается в качестве универсального как для неживых, так и для живых систем. Именно с вводом в науку термина "синергетика" отмечено появление двух основных подходов к исследованию: синергетического и кибернетического. Различаются эти два понятия прежде всего в отношении целенаправленности системного поведения, которое наблюдается, когда присутствуют процессы самоорганизации.

Отличия синергетического и кибернетического подхода

Кибернетический подход предполагает наличие определенной заранее цели, к которой самостоятельно стремится система, вокруг которой она самоорганизуется. Синергетический подход не требует цели. С его точки зрения как эффект кооперации между различными элементами системы проявляется самоорганизованность.

Общее у двух подходов

И синергетика, и кибернетика придают важнейшее значение такому понятию, как "управление", преследуя при этом различные цели. Кибернетика разрабатывает методы и алгоритмы, которые позволяют управлять данной системой для того, чтобы она действовала заданным заранее образом. В процессе эксперимента в синергетике изменяются определенным образом различные управляющие параметры, и самоорганизация исследуется как реакция на них, то есть на различные состояния, в которые переходит система под воздействием на нее подобных рычагов управления. То есть под действием определенного управляющего органа организуется кибернетическая система, а в синергетической на ее поведение не влияют непосредственно управляющие параметры. Они лишь запускают механизм внутренней самоорганизации. И у синергетических, и у кибернетических систем поведение выглядит целенаправленным, но в первом случае система выбирает сама путь развития к более высокой своей организации, а во втором цель эта заранее задается.

Синергетика и самоорганизация

Сегодня значение слова "самоорганизация" близко понятию "синергетика". Они часто используются в науке как синонимы. В самом деле, оба этих понятия изучают то, как в пространстве и времени возникает организация из хаоса (процессы самоорганизации) и противоположные явления (процессы самодезорганизации), которые можно наблюдать в системах любой природы, являющихся сложными, открытыми, неравновесными и динамическими. Оба вышеупомянутых механизма (синергетический и кибернетический) имеют единую основу: связи, спонтанно возникшие между элементами, позволяющие создавать структуры, организацию в системе за счет осуществляющихся без всяких управляющих команд локальных взаимодействий.

Тенденция самоорганизующейся системы

Изначально, говоря о явлении самоорганизации, присутствующей у сложных систем, предполагается стремление их к гомеостатической устойчивости, сохранению целостности. Можно отметить следующую главную тенденцию, существующую в поведении некоторого самоорганизующегося объединения: находиться как можно дальше от состояния хаоса, максимальной энтропии, равновесия. Синергетики, с другой стороны, утверждают, что нет развития без неустойчивости, оно происходит через случайности, стрессы. Кризисы и нестабильность способствуют отбору и выявлению лучшего. Экономический кризис, например, дисциплинирует, организует, дает возможность молодым и активным вырваться вперед, а ленивым и слабым - уступить им место на рынке. Система, которую можно считать хорошей, как бы знает границы, возможные в данной области неустойчивости, допустимой стохастичности, и вводит себя по каким-то законам в состояние, активизирующее механизмы самоорганизации. То есть она борется с энтропией, рискуя.

Самоорганизация некоторой системы - это процесс изменения ее характеристик (или состояния), происходящий без определенного целенаправленного начала, независимо от источников целеполагания. Побуждающие ее механизмы причины могут являться как внутренними, так и внешними. Это характерно для таких явлений, как самоорганизация в природе, обществе или неживых системах. Можно говорить также о стихии этого процесса.

Совокупность механизмов самоорганизации

Мы выяснили, что такое самоорганизация в системах и обществе. Каковы же ее механизмы? Совокупность всех механизмов самоорганизации включает в себя отбор, наследственность, изменчивость. Это то, что Н. Н. Моисеев, академик, именует рынком. Именно он предлагает множество вариантов, а стабильность, системные законы и принципы отбора выбирают самые эффективные из них. Рынок, по Моисееву, изучавшийся еще Рикардо и Смитом, - это частный случай так называемого рынка универсума. Природа не смогла придумать другой схемы. Поэтому люди пошли по уже проторенной дороге, ведь иной просто не существовало: логика, по которой самоорганизуется экономика природы и человеческая экономика, является общей.

Виды самоорганизации

Иногда ученые выделяют социальную, биологическую и техническую разновидности самоорганизации, считая, что механизмы их основываются на различных принципах:

Социальная (самоорганизация общества) основана на определенной общественной программе включающей законы, ценности и приоритеты, которые меняются во времени;

Биологическая базируется на программе сохранения вида (генетической), а также на отборе, наследственности и изменчивости (дарвиновской триаде);

Техническая опирается на программу, осуществляющую автоматическую смену определенного алгоритма действий при изменяющихся условиях (автопилот, самонаведение ракет и т.п.).

Выяснение того, что такое самоорганизация, познание существующих взаимоотношений между ней и организацией в социальных системах, - важнейшая задача науки. В любой фирме, компании вместе с целенаправленным управлением, осуществляющимся с помощью планов, документов, указаний, инструкций, нормативных актов, всегда имеются процессы самоорганизации, которые связаны со свойствами системы как целого, с определенными синергетическими эффектами. Так сколько этой самоорганизации должно быть? Есть ли какие-то общие принципы, существует ли возможность с помощью практических знаний и современного языка разработать на этот счет рекомендации?

Самоорганизация в социальных системах

Известно, что чем более жесткой является система управления, тем остается меньше простора для самоорганизации и творчества. Но, отпустив в свободное плавание элементы системы, мы не сможем достигнуть намеченной нами цели. Самоорганизация общества, с одной стороны, достигается путем несанкционированной деятельности, неформального сотрудничества. Но с другой - благодаря четко организованным, целеустремленным действиям управляющих, с помощью обозначенной четко цели.

Итак, что такое самоорганизация в социуме? В социальных системах эволюция предполагает следующее:

Наличие определенной заранее цели, к которой самостоятельно стремится система, самоорганизуясь вокруг данной задачи. Играют большую роль приоритеты инновационного развития, творческого подхода, профессионального роста, а также повышения престижа соответствующей трудовой деятельности.

Адаптивность, изменчивость и гибкость структур управления. Вытесняются административные методы социально-психологическими. Современные сетевые гибкие структуры усиливают имеющиеся синергетические связи, обеспечивающие тем самым увеличение суммарного эффекта. Иерархические жесткие оставляют для самоорганизации малые возможности. Она проявляется в том, что небольшие самостоятельные подразделения не связаны в повседневной деятельности бюрократическими структурами, препятствующими согласованию решений по вертикали и горизонтали.

Децентрализация, диверсификация, повышение производительности отдельного участника, сопричастность каждого к принятию решений по управлению, а также трудовая мотивация.

Использование в различных целях передачи информации, производственных мощностей, ноу-хау, знаний и т.д.

Самоконтроль, самовоспитание, самообразование. На фирме для этого следует создать определенные условия.

Саморазвитие, необходимое для перехода организации на новый уровень (смена структуры, разработка новой цели, накопление информации о структуре).

Мы рассмотрели, что такое самоорганизация, ее определение, специфику и виды. Как вы видите, этим общим термином сегодня обозначаются явления в живых и неживых системах. То есть самоорганизация материи и общества во многом схожи. Этот процесс очень интересен как универсальное свойство систем.