Дайте характеристику сущности процесса самоорганизации. Свойства систем, способных к самоорганизации
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.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Концепции современного естествознания
Государственное образовательное учреждение.. Высшего профессионального образования.. Тольяттинский государственный университет сервиса ТГУС..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Естественно-научная и гуманитарная культура. Научый метод
Под культурой в самом широком смысле принято понимать все то, что создано человечеством в ходе его исторического развития.Иначе говоря, культура – это совокупность созданных
Научный метод
Исследование феномена история науки непременно приводит к конкретным личностям – ученым, сделавшими открытия, изобретения, являющиеся «посредниками» в инновационной среде развития ц
Концепции строения материи и развития материального мира
Как известно, первый период становления естествознания относится к VII–IV вв. до н.э. и связан с греческой натурфилософией. В течение этого периода вырабатываются общие точки зрения
Корпускулярно-волновой дуализм
По-иному шла история развития представлений о природе света и оптических явлениях. Напомним, что Аристотель считал, что свет – это движение волн, распространяющихся в некоторой непр
Порядок и беспорядок в природе, детерминированный хаос
Обращая внимание на существующий порядок в природе, мы часто в качестве примера указываем на кристаллы, в кристаллической решетке которых строго чередуются ионы вещества (например,
Структурные уровни организации материи
В настоящее время принято единую Природу для удобства делить на три структурных уровня – микро-, макро- и мегамир. Естественными, хотя отчасти и субъективными, признаками деления я
Микромир
Атомная физика.Еще древние греки Левкипп и Демокрит выдвинули гениальную догадку, что вещество состоит из мельчайших частиц – атомов.
Научные основы атомно-молекулярно
Макромир
От микромира к макромиру.Теория строения атома дала химии ключ к познанию сущности химических реакций и механизма образований химических соединений – более слож
Мегамир
Объектами мегамира являются тела космического масштаба – кометы, метеориты, астероиды (малые планеты), планеты, планетные пстемы, Солнечная система, звезды (нейтронные, белые и желт
Пространство и время
Пространство и время – категории, обозначающие основные фундаментальные формы существования материи. Пространство выражает порядок существования отдельных объектов, время – порядок см
Единство и многообразие свойств пространства и времени
Поскольку пространство и время неотделимы от материи, правильнее было бы говорить о пространственно-временных свойствах и отношениях материальных систем. Но при познании пространства и времени уче
Принцип причинности
Классическая физика основывается на следующем понимании причинности: состояние механической системы в начальный момент времени с известным законом взаимодействия частиц есть причина, а ее состояние
Стрела времени
На существование парадокса времени было обращено внимание почти одновременно с естественнонаучной и философской точек зрения в конце XIX века. В работах философа Анри Бергсона вр
Пространство и время в греческой натурфилософии
Наиболее видные представители античного естествознания – Демокрит и Аристотель – высказали следующие суждения о пространстве и времени.
Демокрит считал, что все природное многообразие сост
Пространство и время в специальной теории относительности (СТО)
В специальной теории относительности А. Эйнштейна выявилась взаимозависимость пространственных и временных характеристик объектов, а также их зависимость от скорости движения относительно определен
Пространство и время в общей теории относительности (ОТО)
Еще более сложную связь, по сравнению с СТО, между пространством и временем, с одной стороны, и движением и материей (массой вещества) – с другой, была установлена А. Эйнштейном в рамках созданной
Пространство и время в физике микромира
Еще более углубились представления о пространстве и времени в связи с изучением микромира квантовой механикой и квантовой теорией поля, выявившими тесную связь структуры пространства-времени с мате
Современные взгляды на пространство и время
Ранее мы выяснили, какие из свойств пространства и времени являются универсальными (всеобщими), а какие – специфическими (их всеобщность не доказана). Отнесение к специфическим хара
Специальная теория относительности
После создания электродинамики, доказавшей существование в природе еще одного вида материи – электромагнитного поля, которое математически описывается системой уравнений Максвелла,
Общая теория относительности
В СТО законы формулируются для инерциальных систем, движущихся с постоянной скоростью. В ОТО рассматриваются любые системы отсчета, в том числе и движущиеся с ускорением. Таким обра
2.6.1. Симметрия: понятие, формы и свойства
Понятие симметрии. Как известно, в физике имеется целый ряд законов сохранения, например закон сохранения
Принципы симметрии и законы сохранения
Что такое симметрия? Слово это греческое и переводится как «соразмерность, пропорциональность, одинаковость в расположении частей». Часто проводятся параллели: симметрия и уравновеш
Диалектика симметрии и асимметрии
С давних времен симметрия форм, наблюдаемых в природе, производила на человека сильное впечатление. Он видел в симметрии порядок, гармонию, совершенство, вносимые всемогущим творцом
Концепции близкодействия и дальнодействия
Дальнодействие. После открытия закона всемирного тяготения И. Ньютоном, а затем закона Кулона, описывающего взаимодействие электрических заряженных тел, возник вопрос, почему
Фундаментальные типы взаимодействий
Согласно концепции близкодействия все взаимодействия между юлами (помимо прямого контакта между ними) осуществляются с помощью тех или иных полей (например, взаимодействие в теории
Дополнительности
Мы часто говорим о том или ином состоянии материи. Например, мы выделяем несколько агрегатных состояний вещества: твердое, жидкое, газообразное, плазма. Говорим о состояниях электромагнитного поля,
Принцип неопределенности
Используемые в квантовой механике волновые функции для описания микрочастиц дают возможность установить вероятность нахождения микрочастиц в том или ином месте пространства в соотве
Принцип дополнительности
Для описания микрообъектов Н. Бор сформулировал принципиальное положение квантовой механики – принцип дополнительности, который наиболее четко изложил в следующей форме:
Принцип суперпозиции
В физике при изучении линейных систем широко используется принцип суперпозиции.
Принцип суперпозиции: общий результат воздействия на систему многих факторов равен сумме рез
Динамические и статистические закономерности в природе
Рассмотрим два типа физических явлений: механическое движение тел и тепловые процессы. В первом случае движение тел подчиняется законам Ньютона, законам классической механики. Зако
Формы энергии
Энергия (от греч.– действие, деятельность) – общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, Понятие «энергия» связывает воедино все явления природы.
Закон сохранения энергии для механических процессов
Одним из наиболее фундаментальных законов природы является закон сохранения энергии, согласно которому важнейшая физическая величина – энергия – сохраняется в изолированной системе.
Всеобщий закон сохранения и превращения энергии
Изучение процесса превращения теплоты в работу и обратно и установление механического эквивалента теплоты сыграло основную роль в открытии всеобщего закона сохранения и превращения
Закон сохранения энергии в термодинамике
Закон сохранения энергии сыграл решающую роль в создании новой научной теории – термодинамики.
Опираясь на этот закон, был сделан ряд открытий в области электродинамики.
Понятие энтропии
Понятие энтропии исторически возникло при рассмотрении и изучении тепловых процессов и создании термодинамики. К моменту зарождения термодинамики в естествознании господствовала ме
Основные космологические теории эволюции Вселенной
Учение о мегамире как едином целом и всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) называется космологией.
Вывод
Химические концепции описания природы
Химия – наука о веществах и процессах их превращения, сопровождающие изменением состава и структуры.
Основанием химии выступает проблема получе
Развитие учения о составе вещества
Демокрит иЭпикурсчитали, что все тела состоят из атомов различной величины и формы, чем и объясняли различие тел.
Аристотельи Эмпедоклвидимое разнообразие те
Развитие учения о структуре молекул
При взаимодействии атомов между ними может возникнуть химическая связь, приводящая к образованию многоатомной системы – молекулы, молекулярного иона или кристалла.
Химическая связь
Энергетика химических процессов и систем
Химические реакции– взаимодействие между атомами и молекулами, приводящее к образованию новых веществ, отличных от исходных по химическому составу или строению. Химическ
Реакционная способность веществ
Химическая кинетика – раздел химии, изучающий закономерности протекания физико-химических процессов во времени и механизмы взаимодействия на атомно-молекуляр
Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье
Многие химические реакции протекают таким образом, что исходные вещества целиком превращаются в продукты реакции или, как говорят, реакция идет до конца. Так, например, бертолетова соль при нагрева
Развитие представлений об эволюционной химии
Эволюционная химия рассматривает вопросы эволюционного развития и совершенствования химической формы материи, в том числе в процессах ее самоорганизации до перехода в биологическую
Внутреннее строение и история образования Земли
Земля, как и другие планеты, возникла из солнечного вещества. Документальными свидетелями допланетной стадии развития вещества и ранних этапов существования Земли служат соотношения
Внутреннее строение Земли
Главными методами изучения внутренних частей нашей планеты являются, в первую очередь, геофизические наблюдения за скоростью распространения сейсмических волн, образующихся при взрывах или землетря
История геологического строения Земли
Историю геологического строения Земли принято изображать в виде последовательно появляющихся друг за другом стадий или фаз. Отсчет геологического времени ведется от начала процесса
Современные концепции развития геосферных оболочек
4.2.1. Концепция глобальной геологической эволюции Земли
Разработка концепции глобальной эволюции Земли позволила представить развитие геосферных об
История формирования геосферных оболочек
Рассмотрим в свете концепции глобальной эволюции Земли историю формирования основных геосферных оболочек.
Этапы развития Земли с позиций концепции глобальной геоэво
Понятие литосферы
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору и часть верхней мантии. Это особый слой толщиной порядка 100 км.
Нижняя гр
Экологический функции литосферы
Обычно выделяют четыре экологические функции литосферы: ресурсную, геодинамическую, геофизическую и геохимическую.
Ресурсная функция литосферы определя
Литосфера как абиотическая среда
В литосфере происходит множество процессов (сдвиги, сели, обвалы, эрозии и др.), имеющих целый ряд неблагоприятных экологических последствий в определенных регионах планеты, а иногд
Особенности биологического уровня организации материи
Биология (от греч. «биос» – жизнь, «логос» – учение) – наука о живой природе.
Биология изучает живые организмы – вирусы, бактерии, грибы, животных и растения. В
Уровни организации живой материи
Уровень организации живой материи – это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют следующие уровни органи
Свойства живых систем
М. В. Волькенштейном предложено следующее определение жизни: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, пос
Химический состав, строение и воспроизведение клеток
Из 112 химических элементов Периодической системы Д.И. Менделеева в состав организмов входит более половины. Химические элементы входят в состав клеток в виде ионов или компонентов молекул неоргани
Биосфера и ее структура
Термин «биосфера» использовал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс для обозначения оболочки Земли, населяемой живыми организмами.
В 20-х гг. прошлого века в трудах В.И. Вер
Функции живого вещества биосферы
Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества:
1.Энергетич
Круговорот веществ в биосфере
Основой самоподдержания жизни на Земле являются биогеохимические круговороты. Все химические элементы, используемые в процессах жизнедеятельности организмов, совершают постоянные перемещения
Основные эволюционные учения
На протяжении многих веков господствовали представления о Божественном происхождении природы, о том, что виды организмов были созданы в их нынешних формах, после чего они же не изме
Микро- и макроэволюция. Факторы эволюции
Эволюционный процесс разделяют на два этапа:
- микроэволюцию – возникновение новых видов;
- макроэволюцию – эволюци
Направления эволюционного процесса
С момента возникновения жизни развитие живой природы шло от простого к сложному, от низкоорганизованных форм к более высоко организованным и имело прогрессивный характер. А.
Основные правила эволюции
Правило необратимости эволюции (правило Л. Долло): эволюционный процесс необратим, возврат к прежнему эволюционному состоянии, ранее осуществленному в ряду поколений предков, н
Происхождение жизни на Земле
Существует несколько гипотез о происхождении жизни на Земле.
Креационизм – земная жизнь была создана Творцом. Представления о Божественном сотворении мира приде
Механизм возникновения жизни
Возраст Земли составляет около 4,6–4,7 млрд. лет. Жизнь имеет свою историю, начавшуюся, по палеонтологическим данным, 3–3,5 млрд. лет назад.
В 1924 г. русский академик А.И. Опарин
Начальные этапы развития жизни на Земле
Как полагают, первые примитивные клетки появились в водной среде Земли 3,8 млрд. лет назад – анаэробные, гетеротрофные прокариоты, они питались синтезированными абиогенно ор
Основные этапы развития биосферы
Эон
Эра
Период
Возраст (начало), млн. лет
Органический мир
Система органического мира Земли
Современное биологическое разнообразие: на Земле от 5 до 30 млн. видов. Биологическое разнообразие – как результат взаимодействия двух процессов – видообразования и вымирания. Биологическое
Надцарство Эукариоты
Эукариоты– одноклеточные или многоклеточные организмы, имеющие оформленное ядро и различные органоиды.
ЦАРСТВО ГРИБЫ
– подцарство Слизевики
Структура и функционирование экологических систем
Экологические факторы – это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздей
Концепции устойчивого развития
Появление на Земле около 40 тыс. лет назад человека разумного Вернадский рассматривал как естественную часть биосферы, а деятельность его – как важнейший геологический фактор. С поя
Наследственной информации
Генетика – наука, изучающая наследственность и изменчивость живых организмов.
Наследственность заключается в способности организмов передавать осо
Основные генетические процессы. Биосинтез белка
Функциональные возможности генетического материала (способность сохраняться и воспроизводиться при смене клеточных поколений, реализовываться в онтогенезе и в ряде случаев изменятьс
Основные законы генетики
Первый закон Менделя (закон единообразия): при скрещивании гомозиготных особей, все гибриды первого поколения единообразны. Например, при скрещивании ра
Наследственная и ненаследственная изменчивость
Различия между видами и различия между особями внутри вида наблюдаются благодаря всеобщему свойству живого – изменчивости. Выделяют ненаследственную и
Как факторы дальнейшей эволюции
Генетическая (генная)инженерия – совокупность методов конструирования лабораторным путем (in vitro) генетических структур и насле
Антропогенез
Человек – это целостное единство биологического (организменого), психического и социального уровней, которые формируются из природного и социального, наследственного и прижизненно п
Физиологические особенности человека
Физиология изучает функции живого организма, отдельных органов, систем органов, а также механизм регуляции этих функций.
Человек представляет собой сложную саморегулирующую
Основные закономерности роста человека
Кривая роста человека, рост в пренатальном и постнатальном периодах, абсолютный рост, скорость роста. Пренатальный рост, общая характеристика пренатального роста, изменение скорости роста от оплод
Здоровье человека
По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), здоровье человека –это состояние полного физического, душевного и социального благополучия. Здоро
Группировка факторов риска и их значение для здоровья
Группы факторов риска
Факторы риска
Значение для здоровья, %
(для России)
Биологические факторы
Эмоции. Творчество
Эмоции представляют собой реакции животных и человека на воздействие внешних и внутренних раздражителей, имеющие ярко выраженную субъективную окраску и охватывающие все виды чу
Работоспособность
Работоспособность – это способность к выполнению работы. С физиологической точки зрения работоспособность определяет возможности организма при выполнении работы, к поддержанию структуры и энергозап
Принципы мудрого отношения к жизни
Физические нагрузки успокаивают и помогают переносить душевные травмы. Умственное перенапряжение, неудачи, неуверенности, бесцельное существование – самые вредоносные стрессоры. Среди всех работ, с
Противоречия современной цивилизации
Сто пятьдесят лет тому назад в биосфере сложилось определенное равновесие. Человек использовал относительно небольшую часть ресурсов природы, перерабатывал ее для обеспечения своих
Понятие биоэтики и ее принципы
Для того чтобы предупредить развитие такого пессимистического сценария эволюции биосферы, в последние годы набирает силу новая наука –биоэтика, находящаяся на стыке биологии
Медицинская биоэтика
Одной из очень важных проблем биоэтики является также проблема «человек–медицина». Она включает, например, такие вопросы, как целесообразность поддержания жизни смертельно больного
Принципы поведения животных
Биоэтику следует рассматривать как естественное обоснование человеческой морали. Когда мы, люди, говорим «мы все люди и ничего человеческое нам не чуждо» на самом деле наше поведение похоже
Биосфера и космические циклы
Биосфера – живая открытая система. Она обменивается энергией и веществом с внешним миром. В данном случае внешний мир – это безбрежное космическое пространство.
Извне на Зе
Биосфера и ноосфера
Факторы эволюции и этапы развития биосферы.Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов:
1) естественных
Современное естествознание и экология
Экология вызывает в настоящее время особый интерес как в различных естественно-научных дисциплинах, так и в гуманитарном знании. Интегрирующее направление в этой науке связано с исс
Экологическая философия
Задача современной экологической науки – искать такие способы воздействия на окружающую среду, которые помогли бы предотвратить катастрофические последствия и практическое использов
Планетарное мышление
Когда наступает время для определенной идеи, системы взглядов, то они начинают проявляться самыми различными способами, в широком многообразии форм и видов. Об этом явлении часто го
Ноосфера
Под ноосферой понимается сфера разума, но разработано это понятие еще совершенно недостаточно. Однако точка зрения, согласно которой ноосфера представляет собой одно из природных ра
В последние годы работами ряда авторов, и, прежде всего, И. Пригожина и П. Гленсдорфа, была развита термодинамика сильно неравновесных систем, в которых связь между термодинамически
Пространственные диссипативные структуры
Простейшим примером пространственныx структур являются ячейки Бенара, обнаруженные им в 1900 г. Если горизонтальный слой жидкости сильно подогреть снизу, то между нижней и верхней п
Временные диссипативные структуры
Примером временной диссипативной структуры является химическая система, в которой протекает так называемая реакция Белоусова–Жаботинского. Если система отклонилась от
Химическая основа морфогенеза
В 1952 г. вышла работа А. Тьюринга «О химической основе морфогенеза».
Морфогенезом называется возникновение и развитие сложной структуры живого
Самоорганизация в живой природе
Рассмотрим процесс саморегуляции в живых сообществах на достаточно простом примере. Предположим, что в некой экологической нише совместно обитают кролики и лисы.
Если в нек
Самоорганизация в неравновесных системах
Рассмотрим простую симметричную бифуркацию, приведенную на рис. 5. Выясним, как возникает самоорганизация и какие процессы происходят, когда ее порог оказывается превзойденным.
Принципы универсального эволюционизма
Принцип универсального эволюционизма одна из доминирующих современных концепций в науке. Сформировавшийся вначале как результат обобщения естественно-научных знаний, он стал постепе
Самоорганизация в микромире. Формирование элементного состава вещества материи
На основе достижений ядерной физики в первой половине прошлого века удалось понять механизм образования химических элементов в природе. В 1946–1948 гг. американский физик Д. Гамов р
Химическая эволюция на молекулярном уровне
До возникновения жизни на Земле в течение длительного времени, продолжавшегося около двух миллиардов лет, происходил химическая эволюция неживой (косной материи).
В связи с существованием
Самоорганизация в живой и неживой природе
На основе данных археологии, палеонтологии и антропологии Ч. Дарвин, как известно, доказал, что все многообразие живых организмов сформировалось в процессе длительной эволюции из бо
Самоорганизация Вселенной
Еще менее ста лет назад в науке господствовала точка зрения об однородной, стационарной, бесконечной во времени и в пространстве Вселенной. Однако после создания А. Эйнштейном общей теории относите
Концепции эволюционного естествознания
Краткий анализ процессов, протекающих в микро-, макро- и мегамире, позволяет говорить о том, что на всех уровнях организации материи доминирующими являются эволюционные процессы. Эт
Структурность и целостность в природе. Фундаментальность понятия целостности
Важнейшим атрибутами природы является структурность и целостность. Они выражают упорядоченность ее существования и те конкретные формы, в которых она проявляется. Структура п
Принципы целостности современного естествознания
Следует отметить, что в настоящее время бурно развивается философия науки, которая существенно отличается от естествознания и по своим целям, и по методам исследования. Философия на
Самоорганизация в природе в терминах параметров порядка
Система может быть определена как комплекс взаимодействующих элементов (определение Берталанфи).
Систему можно определить как любую совокупность переменных, которую
Методология постижения открытого нелинейного мира
XXIвек характеризуется бурным экспоненциальным ростом научных знаний. Человечество знает и умеет значительно больше, чем может осмысленно использовать. Это породило серьезную пробл
Основные черты современного естествознания
Выделим несколько характерных черт современного естествознания.
1. Развитие естествознания в XVII-XVIII вв. и вплоть до конца XIX в. происходило под подавляющим превосходст
И синергетическая среда в постижении природы
Синергетический подход к познанию, точнее к постижению Природы, расставляет точки над и в том смысле, что становится более понятным, что знания не приобретают как вещь, ими овладева
Принципы нелинейного образа мира
Первая научная картина мира была построена И. Ньютоном, несмотря на внутреннюю парадоксальность, она оказалась удивительно плодотворной, на долгие годы, предопределив самодвижение
От автоколебаний к самоорганизации
Для пояснения поведения открытых систем и их постижения удобным является использование аппарата нелинейных колебательных систем, разработанного в радиоэлектронике и связи, на фазовы
Формирование инновационной культуры
Инновационная культура – это знания, умения и опыт целенаправленной подготовки, комплексного внедрения и всестороннего освоения новшеств в различных областях человеческой жиз
Глоссарий
Абиогенный – абиогенная эволюция, абиогенное вещество – неживого, небиологического происхождения.
Абиогенез – самопроизвольное зарождение жизни, в
Кроме процесса организации в самых разнообразных науках, изучающих различные явления природы и общества, очень часто приходится встречаться с процессом самоорганизации - появлением и развитием структур в первоначально однородной среде. В этом случае нет необходимости в трех элементах, что характерно для процесса организации. Достаточно и двух, имеющих желание и возможность осуществлять взаимодействие между собой.
Самоорганизация - способность системы самостоятельно, благодаря внутренним факторам, без воздействия извне, повышать свою упорядоченность. Самоорганизуемые - это процессы, совершающиеся «сами по себе» за счет взаимодействия с внешней средой, но относительно независимо от нее. В отличие от них, организационными процессами кто-то осуществляет или направляет. Процессы самоорганизации носят целенаправленный, спонтанный, естественный характер.
А. Пригожин одним из первых установил, что «системы, предоставленные сами себе, могут уменьшать энтропию вопреки всем ранее известным представлениям» . Этот эффект был назван «порядком из хаоса». Наиболее явные проявления такого эффекта, сначала в естественных науках, а затем в экономических и социальных связаны с самоорганизующими тенденциями. Характерным условием самоорганизующего поведения является свойство автономности , означающее, что реакции системы определяются главным образом ее структурой, внутренними связями, а не внешними силами и сигналами.
В отношении самоорганизации Г. Хакен писал: «Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную функциональную структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование» .
Механизм действия самоорганизующейся системы в благоприятных условиях как бы замыкает выход с входом, отрезая ее от внешней среды, смешивая причину и следствие. Н. Моисеев предполагает, что в эволюции самоорганизующихся систем отрицательные обратные связи сохраняют гомеостазис (состояние динамического равновесия), а положительные обратные связи способствуют поддержанию нужного уровня изменчивости и потреблению внешней энергии. Он называет эти две противоречивые тенденции важнейшими характеристиками мирового процесса самоорганизации. Постоянный компромисс между ними реализуется структурными изменениями, усилением неравновесия и выходом на новый диапазон гомеостазиса.
По А. Богданов у «самоорганизация человечества есть борьба с его внутренней стихийностью, биологической и социальною; в ней орудия не менее необходимы для него, чем в борьбе со внешней природою - орудия организации» .
Первым орудием является слово . Посредством слова организуется всякое сознательное сотрудничество людей: призыв к работе, в виде просьбы или приказания объединяющий сотрудников; распределение между ними роли в труде; указание последовательности и связи их действий, ободрение к работе, концентрирующее их силы.
Другое орудие, более сложное и тонкое, это - идея . Идея всегда является организационной схемой, выступает ли в виде технического правила, или научного знания, или художественной концепции, выражена ли словами, или иными знаками, или образами искусства. Идея техническая прямо и очевидно координирует трудовые усилия людей; научная - делает то же самое лишь более косвенно и в более широком масштабе, как орудие высшего порядка, чему яркая иллюстрация - научная техника нашей эпохи; идея художественная служит живым средством сплочения коллектива в единстве восприятия, чувства, настроения, - воспитывает единицу для ее жизни в обществе, подготовляя организационные элементы коллектива, вводя их в его внутренний строй.
Третье орудие - социальные нормы . Все они - обычай, право, мораль, приличия - устанавливают и оформляют отношения людей в коллективе, закрепляют их связи.
Самоорганизация может рассматриваться как процесс и как явление. Как процесс самоорганизация заключается в формировании, поддержании или ликвидации совокупности действий, ведущих к созданию устойчивых связей и отношений в системе на основе свободного выбора правил и процедур. Как явление самоорганизация представляет собой набор элементов, служащих для реализации программы или цели. В зависимости от объекта выделяют техническую, биологическую и социальную самоорганизацию (рис. 2.3).
Техническая самоорганизация как процесс представляет собой автоматическую смену программы действия при изменении свойств управляемого объекта, цели управления или параметров окружающей среды (например, система самонаведения ракет, самонастройка программных ресурсов современных вычислительных систем). Техническая самоорганизация как явление - это набор альтернативных интеллектуальных адаптивных систем, обеспечивающих заданную работоспособность вне зависимости о условий функционирования (например, набор дублирующих устройств средств связи, пожаротушения и др.) Такая самоорганизация происходит в случае выхода из строя какого-лидо устройства. Тогда на смену ему подключается другое дублирующее устройство или новая схема взаимодействия элементов.
Биологическая самоорганизация как процесс представляет собой действия, основанные на генетической программе сохранения вида, и призвана обеспечить соматическое (телесное) построение объекта. Как явление биологическая самоорганизация - это конкретные изменения в живой природе (мутации) для приспособления к конкретным условиям существования.
Социальная самоорганизация как процесс основана на деятельности по гармонизации общественных отношений, включающей действия по изменению приоритетов потребностей и интересов, ценностных установок, мотивов и целей человека и коллектива. Носителями социальной самоорганизации являются люди с повышенной социальной ответственностью. Социальная самоорганизация является чертой характера человека, наряду с отзывчивостью, чуткостью, скромностью, смелостью и др. Она может быть врожденной или приобретаемой за счет воспитания и учета моральных норм общества. Социальная самоорганизация реализуется через: самовоспитание, самообучение и самоконтроль (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Виды социальной самоорганизации
Примерами процессов самоорганизации в природе являются: самоопыление растений, рост кристаллов, автоколебательные процессы, турбулентное течение жидкости. В обществе примерами самоорганизации являются переход от одного классового строя к другому посредством революций, конфликтов между классами. Самоорганизующейся можно назвать и частную коммерческую фирму, которая в отличие от государственной, сама выбирает вид деятельности, цели, задачи, свою структуру.
На развитие процессов самоорганизации существенное влияние оказывают эволюционные преобразования, происходящие не только в живой и неживой природе, но и в обществе. Если в ходе биологической эволюции происходит наследование и передача чисто генетических свойств и факторов, то в процессе социальной эволюции передаются навыки, знания, правила поведения и другой социальный опыт, т.е. социально-культурные традиции. Вместе с тем и биологические, и социальные изменения обусловлены со стоянием окружающей среды и являются результатом приспособления к ней как живых организмов, так и социальных форм их существования.
Выделяют три типа процессов самоорганизации:
■процессы самозарождения системы (напр., развитие многоклеточных организмов из одноклеточных);
■процессы поддержания определенного уровня организации (напр., механизм гомеостаза (поддержание внутренней среды живого организма на постоянном уровне);
■процессы совершенствования и саморазвития системы (развитие человека, социальных организаций) .
Если самоорганизация в природе исключает в принципе организацию и в этом смысле совпадает с организацией, то в обществе, где действуют люди, обладающие сознанием, самоорганизация дополняется внешней организацией, которая направляется сознанием и волей людей.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
1. Охарактеризуйте сущность процессного подхода как одного из общенаучных.
2. Приведите примеры организационных процессов в природе и обществе.
3. Дайте определение понятиям самоорганизуемые, организуемые и смешанные процессы.
4. Всегда ли деятельность людей носит организационный характер, а природы - дезорганизационный?
5. Сформулируйте понятие «самоорганизация».
6. Охарактеризуйте типы процессов самоорганизации.
7. Что является механизмом самоорганизации?
8. Что означает самоорганизация в обществе? Чем она отличается от организации?
9. Охарактеризуйте взаимосвязь и взаимодействие между рынком природы и рынком в экономике.
10. Приведите примеры организации производства, организации труда и организации управления.
11. Рассмотрите классификацию процессов по фазам жизненного цикла самостоятельно выбранной конкретной системы (технической, биологической или социальной). Охарактеризуйте их с точки зрения происходящих в системе изменений. Заполните таблицу.
Система: (например человек)
|
Тип процессов |
Характеристика процессов |
|
Процессы образования системы | |
|
Процессы роста системы | |
|
Процессы развития системы | |
|
Процессы функционирования | |
|
Процессы спада | |
|
Процессы регрессирования | |
|
Процессы разрушения системы |
Синергетика:
Область научных исследований коллективного поведения частей сложных систем, связанных с неустойчивостями и касающихся процессов самоорганизаций.
Является теорией самоорганизации в природных и социальных системах.
Междисциплинарная универсальная теория самоорганизации процессов самой разной природы. Возникла на стыке физики, биологии и других наук.
Самоорганизация:
Спонтанный переход от неупорядоченного состояния к упорядоченному за счет совместного, кооперативного действия многих подсистем.
Необратимый процесс спонтанного возникновения порядка и организации из хаоса и беспорядка в открытых неравновесных системах.
При самоорганизации энтропия системы уменьшается за счет обмена энергией и веществом с окружающей средой.
Объектами исследования синергетики могут быть системы, которые удовлетворяют следующим необходимым условиям, т.е. системы должны быть:
Открытыми
Нелинейными
Диссипативными
Неравновесными
Нелинейные системы – это системы, для которых даже малые изменения в исходном состоянии приводят к быстронарастающему отклонению ее от исходного состояния. В этом проявляется неустойчивость системы.
Диссипативные систем ы – способные рассеивать (перераспределять) энергию. К диссипативным системам относится любой живой организм.
Неравновесные системы – системы в которых присутствуют неоднородность в пространстве того или иного макропараметра (например, наличие в системе перепадов температур, давления, концентрации химических веществ и др.) Признаками неравновесности системы является перетекание в ней потоков веществ, энергии и др.
Большинство реально существующих систем – это открытые неравновесные системы.
Процесс самоорганизации характеризуется переходом системы из одного состояния в принципиально новые более упорядоченные состояния. Для возникновения упорядочения в системах необходим приток энергии и ее диссипация в системе. За счет энергии поступившей извне возникает некая обобщенная движущая сила (например, перепад давления, перепад концентраций вещества и т.п.) Под действием этой силы система из равновесного или слаборавновесного состояния постепенно переходит к неравновесному состоянию, система становится нелинейной и возникшие флуктуации начинают играть все более заметную роль. В конце концов, наступает момент времени – точка бифуркации, когда система становится перед выбором одного из нескольких принципиально возможных состояний. Этот выбор возможных состояний носит непрогнозированный вероятностный характер.
После осуществления выбора, система становится более упорядоченной, по сравнению с исходной, а ее поведение прогнозируемой. Если движущая сила будет увеличиваться, то система может придти к новой точке бифуркации и т.д.
Точка бифуркации (точка ветвления ) – критическое состояние системы, при котором она становится неустойчивой относительно флуктуаций и возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый более высокий уровень упорядоченности.
В масштабе Вселенной самоорганизация проявляется в эволюции космологических сильно неравновесных систем. Процессы самоорганизации имеют место и при формировании геологического облика Земли (геологическая эволюция).
Живой организм, биологический вид, популяция, экосистема и био сфера представляют собой открытые системы, далекие от равновесия, которые характеризуются определенной упорядоченностью.
К процессам самоорганизации относятся:
Кооперативное поведение насекомых
Эффекты самодостраивания (регенерация живых тканей)
Интуиция в процессе мышления
Вся жизнь на Земле, а также ее возникновение.
Примерами самоорганизации могут служить:
- ячейки Бенара : возникновение упорядоченности в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов или правильных шестигранных структур в слое вязкой жидкости с вертикальным градиентом температуры, т.е. равномерно подогреваемых снизу.
- реакция Белоусова-Жаботинского – класс химических реакций, протекающих в колебательном режиме, при котором некоторые параметры реакции (цвет, концентрация компонентов, температура и др.) изменяются периодически, образуя сложную пространственно-временную структуру реакционной среды.
- лазер (переход лазера в режим генерации) : при накачке энергии лазер работает как обычная лампа, причем микроскопические ячейки, подобно антеннам, излучают свет независимо друг от друга. При определенном значении энергии антенны начинают работать самостоятельно в одной фазе, что приводит к мощному излучению. Таким образом, происходит скачкообразный переход к новому качественному состоянию.
- возникновение кристаллов в достаточно концентрированном растворе
Пороговый характер (внезапность) явлений самоорганизации :
К закономерностям самоорганизации в любой системе относится внезапность, быстрота формирования диссипативной структуры,т.к.развитие кризисной ситуации достигается быстрым переходом диссипативной системы на новый более высокий уровень упорядоченности.
При самоорганизации происходит ;
Синхронизация частей системы
Понижение энтропии системы
Повышение энтропии окружающей систему среды
Универсальный эволюционизм , его причины (положения):
Все существует в развитии
Развитие есть чередование медленных количественных и быстрых качественных изменений (бифуркаций)
Законы природы как принцип отбора допустимых состояний из всех мыслимых
Фундаментальная и неустранимая роль случайности и неопределенности
Непредсказуемость пути выхода из точки бифуркации: прошлое влияет на настоящее и будущее, но не предопределяет его
Устойчивость и надежность природных систем, как результат их постоянного обновления
Эволюция Вселенной и ее структур обусловлены ее собственными законами, действующими объективно и познаваемыми рационально
Вселенная существует и может существовать лишь в развитии
Приведем несколько положений , следующих из вышеизложенного :
Общие закономерности самоорганизации изучают синергетика, неравновесная термодинамика
Примерами самоорганизации систем могут служить:
а) возникновение кристаллов
б) генерация лазерного излучения
в) возникновение ячеек Бенара
г) колебательные реакции Белоусова-Жаботинского
д) популяции
е) планета Земля (геологическая эволюция)
В точке бифуркации:
а) система пребывает в критическом состоянии, переход из которого осуществляется скачком
б) неоднозначен выбор пути дальнейшего развития
Поведение системы вблизи точки бифуркации:
а) по мере приближения к точке бифуркации флуктуации в системе нарастают
б) элементы возникающие в точке бифуркации упорядоченной структуры формируются из флуктуаций, случайно возникших до точки бифуркации
Состояние, когда человек тяжело болен и имеются варианты развития: либо выздороветь либо умереть, либо болезнь примет хроническую форму – и есть точка бифуркации
В ходе самоорганизации системы:
а) в системе происходит превращения хаоса в порядок и энтропия системы уменьшается
б) в окружающей среде системы увеличивается беспорядок и ее энтропия возрастает
Системный подход к исследованию организации в современном его толковании тесно связан с самоуправляемыми процессами систем. Социально-экономические системы в большинстве случаев неравновесны, что спонтанно обеспечивает развитие эффекта самоорганизации человеческого фактора и соответственно самоуправления.
Самоорганизация - это процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Процессы самоорганизации могут иметь место только в системах, обладающих высоким уровнем сложности и большим количеством элементов, связи между которыми имеют не жесткий, а вероятностный характер. Свойства самоорганизации обнаруживают объекты различной природы: клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив и т.д. Процессы самоорганизации выражаются в перестройке существующих и образовании новых связей между элементами системы. Отличительная особенность процессов самоорганизации - их целенаправленный, но вместе с тем и естественный, спонтанный характер: эти процессы, протекающие при взаимодействии системы с окружающей средой, в той или иной мере автономны, относительно независимы от среды.
Различают три типа процессов самоорганизации.
Первый - это самозарождение организации, т.е. возникновение из некоторой совокупности целостных объектов определенного уровня новой целостной системы со своими специфическими закономерностями.
Второй тип - процессы, благодаря которым система поддерживает определенный уровень организации при изменении внешних и внутренних условий ее функционирования.
Третий тип процессов самоорганизации связан с развитием систем, которые способны накапливать и использовать прошлый опыт.
Организационная наука, использующая системную методологию, предполагает изучение и учет опыта организационной деятельности в различных типах организации - экономических, государственных, военных и т.п.
Рассмотрение организации как системы позволяет существенно обогатить и разнообразить методологический инструментарий исследования организационных отношений.
Пользуясь этим методом, можно посмотреть на одну и ту же организацию одновременно с трех сторон:
- o организация создается как инструмент решения общественных задач, средство достижения целей. С этой точки зрения на первый план выступают организационные цели и функции, эффективность результатов, мотивы и стимулы персонала и т.д.;
- o организация складывается как человеческая общность, специфическая социальная среда. С такой позиции организация выглядит как совокупность социальных групп, статусов, норм, отношений лидерства, сплоченности - конфликтности и т.д.;
- o организация может быть рассмотрена в качестве безличной структуры связей и норм. Предметом анализа организации в этом смысле выступают ее организационные связи, построенные иерархически, а также ее связи с внешней средой. Основные проблемы здесь - равновесие, самоуправление, разделение труда, управляемость и т.д.
Разумеется, все эти свойства организации имеют лишь относительную самостоятельность, между ними нет резких граней, они постоянно переходят одно в другое. Более того, любые элементы, процессы и проблемы организации должны быть рассмотрены в каждом из этих трех измерений, так как они выступают здесь в различных качествах. Например, индивид в организации есть одновременно работник, личность и элемент системы. Организационное подразделение есть функциональная единица, малая группа и подсистема.
Очевидно, что перечисленные роли организации задают ей неодинаковые, во многом противоречивые ориентации. Однако пока организация нормально функционирует, она остается в равновесии. Это равновесие между ролями организации подвижно за счет постоянных смещений в сторону одной из них, причем новое равновесие достигается через изменения, развитие организации как целого, как системы. Именно противоречивое соотношение этих ориентации и составляет суть и основу организационных проблем.
Процессы самоорганизации рассматриваются в синенергетике как ключевые в жизни сложных систем. Сами системы при этом должны удовлетворять следующим положениям.
1) Самоорганизация – процесс эволюции системы от беспорядка к порядку . Естественно энтропия системы , в которой происходит самоорганизация, должна убывать . Процессы самоорганизации происходят в открытых системах . Если самоорганизация происходит в замкнутой системе, то всегда можно выделить открытую подсистему, в которой протекает самоорганизация; в то же время в замкнутой системе в целом беспорядок возрастает.
2) Самоорганизация происходит в системах, состояние которых в данный момент существенно отлично от состояния равновесия. Нарушение равновесия вызывается внешним воздействием. Состояние системы вдали от равновесия является неустойчивым относительно состояния вблизи равновесия, и именно вследствие этой неустойчивости возникают процессы, приводящие к образованию структур.
3) Самоорганизация возможна лишь в системах , состоящих из большого числа частиц. Только в системах с большим числом частиц возможно возникновение флуктуаций – макроскопических неоднородностей .
4) Самоорганизация всегда связана с самопроизвольным уменьшением симметрии.
Диссипативные труктуры.
Диссипативная структура – одно из основных понятий теории структур И. Пригожина. Система в целом может быть неравновесной, но уже определенным образом несколько упорядоченной, организованной. Такие системы И. Пригожин назвал диссипативными структурами (от лат dissipation – разгонять, рассеивать свободную энергию), в которых при значительных отклонениях от равновесия возникают упорядоченные состояния. В процессе образования этих структур энтропия возрастает, изменяются и другие термодинамические функции системы. Диссипация как процесс рассеяния энергии играет важную роль в образовании структур в открытых системах. В большинстве случаев диссипация реализуется в виде перехода избыточной энергии в тепло . Образование новых типов структур указывает на переход от хаоса и беспорядка к организации и порядку. Эти диссипативные динамические микроструктуры являются прообразами будущих состояний системы , так называемых фракталов. Большинство фракталов либо разрушается, полностью так и не сформировавшись, либо иногда остаются как отдельные архаичные остатки прошлого. В точке бифуркации идет своеобразный естественный отбор фрактальных образований. «Выживает» образование, оказавшееся наиболее приспособленным к условиям окружающей среды.
При благоприятных условиях новая структура (фрактал) «разрастается» и преобразуется постепенно в новую макроструктуру – аттрактор. При этом система переходит в новое качественное состояние. В этом новом состоянии система продолжает свое наступательное движение до следующей точки бифуркации, то есть до следующего неравновесного фазового перехода.
В целом диссипация как процесс рассеивания энергии, затухания движения и информации играет весьма консервативную роль в образовании новых структур в открытых системах. Для диссипативной системы невозможно предсказать конкретный путь развития, поскольку трудно предугадать начальные реальные условия ее состояния.
Теория бифуркаций.
Открытая нелинейная самоорганизующаяся система всегда подвержена колебаниям. Именно в колебаниях система развивается и движется к относительно устойчивым структурам . Этому способствует постоянный обмен системы энергией и веществом с окружающей средой. Аномальные изменения в среде могут вывести систему из состояния динамического равновесия, и она станет неравновесной. Например, усиливающийся приток энергии в систему вызывает флуктуации и делает ее неравновесной и нерегулируемой. Организация системы все более расшатывается, изменяются свойства системы.
