Самоорганизация в природе

Парадигма самоорганизации

Человек, ставший сторонником новой парадигмы на раннем этапе развития, должен… верить в успех этой парадигмы.

Томас Кун

В настоящее время концепция самоорганизации получает все большее распространение не только в естествознании, но и в социально-гуманитарном познании. Так как большинство наук изучают процессы эволюци систем, то они вынуждены анализировать и механизмы их самоорганизации. Вот почему концепция самоорганизации становится парадигмо исследования обширного класса систем и совершающихся в них процессо и явлений. Обычно под парадигмой в науке подразумевают фундаментальную теорию, которая применяется для объяснения широкого круга явлений, относящихся к соответствующей области исследования. Примерам таких теорий могут служить классическая механика Ньютона или эволюционное учение Дарвина. Сейчас значение понятия парадигмы еще боле расширилось, поскольку оно применяется не только к отдельным наукам, но и к междисциплинарным направлениям исследований. Типичными примерами таких междисциплинарных парадигм являются возникшая полвек назад кибернетика и появившаяся четверть века спустя синергетика.

Под самоорганизацией мы понимаем необратимый процесс, приводящий в результате кооперативного действия подсистем к образованию более сложных структур всей системы. Самоорганизация — элементарный процесс эволюции, состоящий из неограниченной последовательности процессов самоорганизации. Термин «самоорганизация» используется дл обозначения диссипативной самоорганизации, т. е. образования диссипативных структур. Наряду с диссипативной самоорганизацией существую и другие формы самоорганизации, такие как консервативная самоорганизация (образование структур кристаллов, биополимеров и г. д.) и дисперсионная (образование солитонных структур).

Решающее значение для создания теории самоорганизации имели развитие и разработка методологии следующих дисциплин:

• 1) термодинамики необратимых процессов в открытых системах;
• 2) нелинейной механики, электрофизики и физики лазеров;
• 3) химической кинетики сильно неравновесных процессов;
• 4) нелинейной динамики популяций п экологии;
• 5) нелинейной теории регулирования, кибернетики и системного анализа.

Из приведенного выше перечня отчетливо виден междисциплинарный характер физики самоорганизации.

Для объяснения процессов самоорганизации рассматриваются открытые системы, которые способны обмениваться с окружающей средой веществом, энергией или информацией. Открытая система не може быть равновесной, потому что ее функционирование требует непрерывного поступления энергии и вещества из внешней среды, вследствие чег неравновесие в системе усиливается. В конечном итоге прежняя взаимосвязь между элементами системы, т. е. ее прежняя структура, разрушается Между элементами системы возникают новые согласованные связи. Благодаря этому оказалось возможным развить новую нелинейную и неравновесную термодинамику необратимых процессов, которая стала осново современной концепции самоорганизации. Для более общего и глубоког представления о конкретных механизмах самоорганизации рассмотри основные понятия и принципы синергетики.