Лекция 14 Концепция самоорганизации

В настоящее время концепция самоорганизации получает все большее распространение не только в естествознании, но и в социально-гуманитарном познании. Концепция самоорганизации становится парадигмой исследования широкого класса систем. Под парадигмой в науке подразумевают фундаментальную теорию, которая применяется для объяснения широкого круга явлений. Примеры парадигм в разное время – классическая механика Ньютона и теория Дарвина. Понятие парадигмы в настоящее время расширилось, так как оно применяется не только к отдельным наукам, но и к междисциплинарным направлениям исследований. Примером являются кибернетика и синергетика (от греч. «synergeia», что означает совместное или кооперативное действие).

Развитие идей самоорганизации

Зачатки идей самоорганизации можно увидеть в различных науках еще в XVIII веке. Так, у основоположника политэкономии Адама Смита нашла выражение мысль о том, что «спонтанный» порядок на рынке является результатом взаимодействия различных, часто противоположных стремлений, целей и интересов многочисленных его участников. Именно такое взаимодействие приводит к установлению того никем не предусмотренного и незапланированного порядка на рынке, который выражается в равновесии спроса и предложения.

Идеи самоорганизации не были четко выражены и были скорее результатами интуитивного прозрения, чем строгого научного исследования.

Эволюционная теория Дарвина послужила мощным толчком в изучении механизмов развития различных природных социальных систем.

Фактор времени не играл до поры никакой роли в науке, в частности, в физике, поскольку рассматривались идеализированные системы и обратимые процессы. В закрытых системах эволюция происходит в сторону беспорядка и дезорганизации, согласно второму началу термодинамики. В теории Дарвина эволюция приводит к совершенствованию и усложнению живых систем в результате их адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Это противоречие в рассмотрении физических и живых систем удается разрешить с введением понятия открытых систем. При определенных условиях в открытых системах могут возникнуть процессы самоорганизации в результате получения новой энергии и вещества извне и диссипации (или рассеяния) использованной в системе энергии. Необходимым условием протекания процесса самоорганизации является взаимодействие системы с окружающей средой.

Автор термина «синергетика» – немецкий физик Герман Хакен, работавший в лабораториях фирмы Белла над новыми источниками света, исследовал механизмы кооперативных процессов, которые происходят в твердотельном лазере. Частицы, составляющие активную среду резонатора, под воздействием внешнего светового поля начинают колебаться в одной фазе. В результате этого между ними устанавливается когерентное, или согласованное, взаимодействие, которое приводит к их кооперативному или коллективному поведению.

И.Ф. Пригожин анализировал специфические реакции, которые приводят к образованию определенных пространственных структур с течением времени. Он построил впервые математическую модель таких реакций, которые были экспериментально изучены П. Белоусовым и А. Жаботинским.

Пригожину была присуждена Нобелевская премия по химии за исследования в области термодинамики диссипативных структур.

Другой теоретик самоорганизации Эйген (нем.) показал, что сложные органические структуры с адаптационными (новыми) характеристиками возникают благодаря взаимодействию системы со средой и открытости системы для обмена веществом и энергией.

Было обнаружено также в начале 1960-х г.г. (Лоренц), что уравнения, описывающие метеопроцессы, при почти тех же самых начальных условиях приводят к совершенно разным результатам. Детерминистская система уравнений обнаруживает хаотическое поведение. То есть хаос также характеризуется определенным порядком, который можно рассматривать как вид регулярной нерегулярности (детерминированный хаос, в то время как поведение частиц в газе - недетерминированный хаос).

Таким образом, предпосылки к возникновению некоторой обобщающей теории уже появились в различных областях науки. Постепенно ученые стали выходить за рамки своих дисциплин, начали замечать аналогию между понятиями и уравнениями, которые применялись для анализа разных по содержанию процессов. Формировалось убеждение, что во всех этих исследованиях есть единое концептуальное ядро, которое служит их основой. Это ядро и составляет парадигму исследования процессов самоорганизации.