4. Процесс самоорганизации и характер его протекания

Самоорганизация — процесс упорядочения (пространственного, временного или пространственно-временного) в открытой системе, за счёт согласованного взаимодействия множества элементов её составляющих.

Характеристики системы:

• открытая (наличие обмена энергией/веществом с окружающей средой),наличие положительных обратных связей

• содержит неограниченно большое число элементов (подсистем) , т.ее структура организации должна быть сложной

• имеется стационарный устойчивый режим системы, в котором элементы взаимодействуют хаотически (некогерентно).

• ситема должна находиться вдали от равновесия

• флуктуация (Флуктуации(от лат. fluctuatio — колебание) — случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц или квантовомеханическими эффектами.

Характеристики процесса:

• интенсивный обмен энергией/веществом с окружающей средой, причём совершенно хаотически (не вызывая упорядочение в системе)

• макроскопическое поведение системы описывается несколькими величинами — параметром порядка и управляющими параметрами (исчезает информационная перегруженность системы)

• имеется некоторое критическое значение управляющего параметра (связанного с поступлением энергии/вещества), при котором система спонтанно переходит в новое упорядоченное состояние (переход к сильному неравновесию)

• новое состояние обусловлено согласованным (когерентным) поведением элементов системы, эффект упорядочения обнаруживается только на макроскопическом уровне

• новое состояние существует только при безостановочном потоке энергии/вещества в систему. При увеличении интенсивности обмена система проходит через ряд следующих критических переходов; в результате структура усложняется вплоть до возникновения турбулентного хаоса.

Точка бифуркации — критическое состояние системы, при котором система становится неустойчивой относительно флуктуаций и возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. Термин из теории самоорганизации.Точка бифуркации носит кратковременный характер и разделяет более длительные устойчивые режимы системы. В точке бифуркации невозможно предсказать, в каком направлении будет развиваться система, станет ли состояние хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности.

4. Взаимоотношение энергии, информации и энтропии

Информация, лежащая в основе принципов биологической организации, не исчезает в процессах эволюционного преобразования биосистем и может сохраняться неограниченно долго в явном или неявном состоянии при условии непрекращающейся передачи в процессах воспроизводства. С позиций термодинамики информация связана с энтропией, представляя собой негэнтропию (негэнтропия – мера информации)… Отрицательную энтропию (информацию) организм получает, преобразуя вещества, которые он получает с пищей, или с квантами световой энергии, или химические соединения в энергоносителях, используя их в биохимических реакциях. При этом разрушение вещества ведет к увеличению энтропии, а их создание к ее снижению.

Информация (от лат.informatio — ознакомление, разъяснение) - мера органи­зованности системы в противоположность понятию энтропии как меры неорганизованности. С повышением энтропии умень­шается информация (поскольку все усредняется) и наоборот, пони­жение энтропии увеличивает информацию. Связь информации с эн­тропией свидетельствует и о связи информации с энергией.

Энергия (от греч. energeia — деятельность) характеризует об­щую меру различных видов движения и взаимодействия в формах: механической, тепловой, электромагнитной, химической, гравита­ционной, ядерной. Информация характеризует меру разнообразия систем. Эти два фундаментальных параметра системы (наравне с ее вещественным составом) относительно обособлены друг от друга. Точность сигнала, передающего информацию, не зависит от количе­ства энергии, которая используется для передачи сигнала. Тем не менее энергия и информация связаны между собой.