Необходимые условия для возникновения самоорганизации в системе

Система должна быть открытой. Открытая система должна находиться достаточно далеко от точки термодинамического равновесия.

Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение и усиление порядка через флуктуации. Такие флуктуации в самом начале подавляются и ликвидируются системой. Но в открытых системах благодаря усилению неравновесности эти отклонения со временем возрастают и приводят к расшатыванию прежнего порядка и возникновению нового порядка.

Возникновение самоорганизации опирается на положительные обратные связи, благодаря которым изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а накапливаются и усиливаются. Это приводит к возникновению нового порядка и структуры.

Самоорганизация может начаться лишь в системах, обладающих достаточным количеством взаимодействующих между собой элементов. Иначе эффекты от синергетических взаимодействий будут недостаточны для появления кооперативного поведения элементов системы. Это необходимые, но далеко недостаточные условия для возникновения самоорганизации. Чем выше мы поднимаемся по эволюционной лестнице развития, тем более сложными и многочисленными оказываются факторы, которые играют роль в самоорганизации.

Антропный принцип космологии

Существуют фундаментальные универсальные постоянные, к числу которых относятся, например, гравитационная постоянная, постоянная Планка, скорость света, постоянные сильного и слабого взаимодействий и др.. Выяснилось, что свойства материи Вселенной и ее организация зависят от мировых фундаментальных констант. Например:

• только при существующем значении постоянной слабого взаимодействия нейтрино способны вызывать взрыв сверхновой и разбросать ее оболочку в пространство;

• если бы значение постоянной сильного взаимодействия было несколько меньше существующего, не мог бы образовываться дейтерий; если бы было несколько больше – расход водорода осуществлялся бы катастрофически быстро, следовательно, звезды эволюционировали бы в 10¹⁸ раз быстрее, а значит, живая материя не могла бы возникнуть;

• число протонов, находящихся в радиусе Хаббла, N= 10⁸⁰. Этим числом определяется плотность вещества, от которой зависит геометрия Вселенной и ее судьба. Если бы N=10⁸⁶, расширение Вселенной длилось бы только 10⁸ лет, и тогда Вселенная коллапсировала бы; если бы N=10⁷⁷ – Вселенная расширялась бы более быстрыми темпами, что затруднило бы образование галактик;

• гравитационная постоянная очень мала. Если бы ее значение было больше, то все звезды были бы голубыми гигантами, возле которых жизнь не возможна, Вселенная была бы неустойчива к гравитационному коллапсу, следовательно, сейчас уже не существовала бы.

Следовательно, так как все фундаментальные константы возникли на ранних этапах развития Вселенной, когда объектов во Вселенной не существовало, то есть основания утверждать, что универсальные постоянные предопределяют структуру Вселенной.

Возникает вопрос: откуда взялись все эти мировые константы?

Кроме того, мировые константы очень тонко подстроены друг под друга и оказывают влияние на структуру и свойства Вселенной в разных сочетаниях и все вместе как согласованный ансамбль. Даже если допустить, что некоторая константа возникла случайно, то для ансамбля констант это исключено, так как согласованное и устойчивое множество фундаментальных величин не есть случайность.

Итак, если наблюдаемая Вселенная предопределяется согласованным набором фундаментальных величин, то откуда взялся этот гармоничный ансамбль универсальных величин? Физически объяснить это пока не смогли.

Однако была подмечена удивительная особенность, связанная с совпадением больших чисел. Число 10⁴⁰ – им можно выразить все фундаментальные величины и их соотношения. Одно из таких соотношений выражает современный возраст Вселенной в ядерных единицах. Это настоящее время, то есть время существования во Вселенной (на Земле) разумного существа. Следовательно, значения всех остальных величин численно равны возрасту Вселенной, когда в ней возникли и существуют разумные существа (или их можно выразить через него).

Это означает, что все остальные универсальные величины и их отношения неуклонно и длительно действовали и определяли эволюцию Вселенной в таком направлении, которое должно было привести (и привело) к возникновению разумных существ.

В разработку антропного принципа внесли вклад А. Эддингтон, Р. Дикке, Б. Картер, П. Дирак и другие ученые. В формулировке Б. Картера антропный принцип выглядит так: «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателя».