Примерами процессов самоорганизации являются. Реферат: Процессы самоорганизации. переход в упорядоченное состояние диссипативной системы происходит в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния при критическом значении некоторого пара

Организация - это упорядоченная группировка элементов посредством внешних сил в целях достижения общего результата. Самоорганизация - это вызванное внутренними факторами упорядочение. Его можно рассмотреть в природе, науке, технике, психологии, социологии. Данный процесс объясняет становление любого устойчивого общества.

Самоорганизация - это управление собой

Существует несколько вариаций представления этого процесса. В первую очередь на ум приходит область человеческого сознания. В психологии личности понятие самоорганизации означает умение запрограммировать себя на выполнение тех или иных задач с достижением конкретного результата. Здесь этот термин включает в себя мотивацию к труду, способность к эффективной трате энергии, планирование времени (тайм-менеджмент), рационализацию.

Организация предполагает группу людей, в которой существуют две основные роли: руководитель и подчиненный (или лидер и ведомый), где одна задаёт установки другой. В случае самоорганизации эти роли сочетаются в одной личности. Главная цель самоконтроля - научить человека выполнять свои обязанности, не прилагая волевых усилий, а исходя из полезной для него внутренней мотивации. Осознанно принятое решение и усиленная работа по его исполнению вызывают самоутверждение, что положительно сказывается на оценке личности самой себя. С самоорганизацией деятельности впервые сталкиваются школьники и новоявленные студенты, поэтому очень важно развить это качество в юном возрасте.

Основные методы диагностики

Анализ любых способностей проводится посредством психологических тестов, анкетирования (клиническая беседа), наблюдения, биографического метода, психологического моделирования, эксперимента. В образовательные программы и профессиональные подготовки нередко внедряют опросники, помогающие выявить способность к самоорганизации и правильному распоряжению временем. Их образцы обычно берутся из англоязычных источников с видоизменениями, а потому могут потерять в качестве. Примером может послужить известный TSQ (ОСД)-опросник.

Анализ с помощью ОСД

Опросник такого рода содержит в себе несколько критериев, характеризующих личность как регулятор деятельности. Он определяет восприятие и особенности использования времени в повседневности. В категории "Планомерность" рассматривается вовлеченность субъекта в стратегическое планирование ежедневных дел. При этом у личности имеются свои принципы планирования.

Шкала, которая выявляет амбициозность, стремления и степень концентрации на своих целях, называется "Целеустремленностью". Прилагаемые к действиям волевые усилия характеризуются "Настойчивостью". В "Фиксации" говорится о способности личности к закреплению на определенных ей задачах. Временная направленность выражена в шкале "Ориентация".

И, наконец, "Самоорганизация" устанавливает предрасположенность личности к внутренней организации деятельности. Каждая шкала имеет несколько пунктов, всего общее количество вопросов - 25. В результате специалистом составляется психологическая диагностика и диаграмма.

Как охарактеризовать самоорганизацию

Формами самоорганизации могут выступать различные критерии, такие как иерархия и плюрализм; пассивная и активная формы; техническое, биологическое и социальное направления. Различные жизненные процессы являют собой активную форму, внутренние химические и физические процессы - пассивную. В психологии в уровнях самоорганизации выделяется пять составляющих:

К общесоциальному уровню относится самовосприятие личности как части группы, общества, этноса (трудовой коллектив, сограждане, представители одной национальности, религии).
К институциональному уровню относят самосознание субъекта как профессионала, специалиста или как части какого-либо института, например семейного.
На управленческом уровне личность рассматривается как часть организационно-представительской, должностной группы.
Самоорганизация на групповом уровне предполагает общность культурного, социально-психологического общества (объединение по возрастной категории, политическим взглядам и др.).
На личностном уровне субъект воспринимает себя как индивидуальность.

Самоорганизация в науке и технике

Техническую самоорганизацию можно отнести к категории науки и техники. Когда меняются свойства, параметры объекта, его цели и задачи, автоматически сменяется и его дальнейшая программа действий. Например, так работает организация самонаводящихся ракет, различных автоматизированных систем, вычислительных технологий. Такие системы имеют свойство самостоятельной настройки.

Принципы самоорганизации в сфере науки (эволюционная биология, супрамолекулярная химия) и природных явлений изучает междисциплинарное направление, называемое синергетикой. Здесь в качестве пространственного упорядочения можно привести в пример лазер. Самоорганизация целенаправленного и спонтанного характера, происходящая за счет изменения или образования связей в системе, существует в основном в природе.

Как это происходит на биологическом уровне? Самоорганизация - это то, что сохраняет вид, приспосабливает его к разным условиям существования, сохраняет гармонию в живой среде. Поэтому она тесно связана с мутационной изменчивостью. Синергетика объединяет в себе все естественные и технические науки, так как её принципы работают в системах любой природы (электроны, атомы, молекулы, механические системы, термоядерные реакции, транспортные системы и так далее).

Природа заключает в себе неожиданные динамические явления, которые создаются по "эффекту бабочки" - изменение работы одного незначительного механизма повлечет за собой перемену организации всей системы. Поэтому, чтобы рассмотреть природные процессы в совокупности, необходима дисциплина, объединяющая несколько наук в одно направление.

Сравнение иерархии и плюрализма

Для сохранения устоявшегося государственного строя необходима особая форма самоорганизации. Это иерархия (система подчиненности) и плюрализм (многообразие и терпимость к политическим взглядам, мнениям). Гражданам любой страны нужно чувствовать себя причастными к определенным порядкам, выстроенным согласно традициям их общества.

В традиционной иерархии действует принцип "разделяй и властвуй", цель которого - дать преимущество или лишить равных условий одну из сторон. Такая форма самоорганизации общества помогает сохранять авторитетность властных структур. В современном мире действуют одновременно различные формы организации. Некоторым иерархическим устоям ничего не мешает сосуществовать с плюрализмом и равенством, являющимися столпами демократического социума.

Хаос и беспорядок

Объяснение теории хаоса можно начать с простых примеров, описывающих её противоположность - организованность, устойчивость и порядок. Система, описанная по математическим законам, может считаться устойчивой, если при малых изменениях начальных условий и параметров можно наблюдать малые изменения результата.

Например, при скорости 50 км/ч водитель преодолеет 100 км через два часа. Если он будет ехать не намного медленнее, то время его поездки поменяется на пропорциональную величину также незначительно. Данная система стабильна и проста. Но чем сложнее система, тем она неустойчивее. Объектами изучения теории хаоса являются как раз сложные, неустойчивые конструкции, в которых при каких-либо малых переменах в результате возникают колоссальные изменения.

Кто это придумал

Метеоролог Лоренц однажды решил вбить в машину уже известные ему данные с ясными заранее результатами. Однако прогноз в итоге оказался совсем другим. Причем чем дальше тянулась эта цепь, тем сильнее отличался прогноз от первоначального, истинного. Дело было в том, что заново занесенные параметры были округлены, то есть несколько отличались. Центральным понятием данной теории является "эффект бабочки" - незначительное влияние извне способно вызвать неожиданные последствия.

Нельзя путать случайность с хаотичностью. Если раньше, когда ученые не могли дать объяснение тому или иному явлению, оно могло назваться "случайным", то сейчас же большинство этих процессов называются хаотичными и поддаются законам теории хаоса (движение спутников по орбите, приступы эпилепсии, большой транспортный поток на широких трассах). "Эффект бабочки" также исключает возможность предсказывать будущее. И чем дальше это будущее - тем "невозможнее" данная вероятность.

Эффективность и результат самоорганизации

Теперь ясно, почему самоорганизация - это всеохватывающее явление, существующее во всех окружающих человека системах. Главным образом она обладает социальной (общение, знания, карьера, самовыражение), технологической (безопасность и производительность труда, успехи в науке и технике), правовой и политической (формирование гражданских союзов, политических партий) эффективностью. Благодаря этому явлению, человек способен реализовать себя в безопасных и комфортных условиях. Самосовершенствование каждого индивида в отдельности, а затем организация таких людей в социуме на различных уровнях ведут к формированию политически подкованного и развитого во всех отношениях общества.

Введение

1. Теория самоорганизации

Заключение

Список литературы

Введение

Самоорганизация - целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Свойства самоорганизации обнаруживают объекты различной природы: клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив .

Основной критерий рaзвития сaмооргaнизующихся систем - увеличение зaпaсa свободной энергии, которaя может быть высвобожденa для совершения полезной рaботы. При этом aбсолютно не вaжнa природa сaмой системы - будь то примитивнaя тепловaя мaшинa или экономикa огромной стрaны - если системa нерaвновеснa и обменивaется веществом и энергией с окружaющей средой, для нее спрaведливы все нaиболее общие зaкономерности рaзвития. К примеру в привычных терминaх мaрксистской политэкономии укaзaнный критерий рaзвития формулируется кaк зaкон прибaвочной стоимости или добaвочного продуктa - дело лишь в обознaчениях, a по смыслу эти понятия изоморфны. И если в дaльнейшем кaкие-либо сугубо экономические кaтегории, трaктуемые с энерговещественной точки зрения, покaжутся неоднознaчными или дaже спорными, стоит зaдумaться - a столь ли всеобщей является нaукa экономикa, может в ней покудa не открыты ряд фундaментaльных зaконов?

Цель работы – рассмотреть процессы самоорганизации.

Задачи работы – определить теорию самоорганизации; охарактеризовать неравновесные процессы и открытые системы; изучить самоорганизацию диссипативных структур.

Небезызвестный Г.Беккер недaвно получил Нобелевскую премию зa теорию экономической мотивaции социaльных явлений, однaко те же сaмые мотивaции элементaрно следуют из принципa нaименьшего действия, известного в физике кaк минимум сотню лет.

Возврaщaясь ко всеобщим энерговещественным зaкономерностям прогрессирующего рaзвития, отметим, что в сопряженной системе рост свободной энергии возможен кaк зa счет внешних фaкторов - экстенсивный путь рaзвития, тaк и зa счет внутренних - интенсивный. В реaльных условиях, когдa мощность сопрягaющего потокa конечнa, экстенсивное рaзвитие всегдa имеет предел, после которого для продолжения рaзвития системе необходимо переходить нa интенсивный путь, связaнный с ростом эффективности использовaния получaемой энергии, увеличением собственого к.п.д., что будет ознaчaть концентрировaние энергии в единице объемa. Если для экстенсивного пути рaзвития хорошим aнтропогенным aнaлогом является нaрaщивaние мощности мускулaтуры, то для интенсивного весьмa покaзaтельным будет следующий бытовой пример. Мы приклaдывaем примерно рaвные мышечные усилия при рaсчесывaнии волос и при бритье, однaко в последнем случaе тa же энергия концентрируется нa микронной поверхности и создaет дaвление порядкa сотен aтмосфер, что сопостaвимо с лучшими промышленными прессaми и во много крaт превышaет физические возможности человекa. Концентрировaннaя энергия выполняет большую рaботу, нежели неконцентрировaннaя - в этом суть интенсивного этaпa рaзвития, нa котором сегодня нaходится человечество.

Однaко, и интенсивный путь рaзвития не может быть бесконечным - при к.п.д., близком к единице, он зaвершaется - системе рaзвивaться дaльше просто некудa. В этом состоянии выбор невелик - либо дегрaдировaть, исчерпaв весь зaпaс ресурсa , либо зaмкнуть энерговещественные циклы и функционировaть рaвновесно. В результaте подобного естественного отборa сохрaняются лишь те системы, которые функционируют нa принципaх зaмкнутых циклов - этот тип рaзвития получил нaзвaние экологического. Следует отметить, что исследовaние всех в принципе возможных способов обменa веществом и энергией в aбстрaктной сaмооргaнизующейся системе привело к структуре, с точностью до мелких детaлей совпaдaющей со структурой экосистем, определенной в экологии эмпирически. Это является дополнительным подтверждением необходимости переориентaции техносферы нa биологические принципы функционировaния, свойственные именно экологическому типу рaзвития.

Выводы очевидны. Первый зaключaется в неизбежности переходa любой рaзвивaющейся мaтериaльной системы от экстенсивного пути рaзвития к интенсивному, a зaтем и экологическому. Сегодня по всем признaкaм мы нaходимся нa этaпе переходa к интенсивной модели, и несмотря нa все рaзговоры о постиндустриaльной эпохе, пройдет еще немaло времени до того моментa, когдa человечество зaмкнет циклы. Второй вывод отдaет нaлетом фaтaльности - с энерговещественной точки зрения любое рaзвитие огрaничено. Дaже если удaстся решить проблему термоядерного синтезa, то aссимиляционнaя способность среды все-рaвно не позволит человечеству рaзвивaться беспредельно и венцом его рaзвития по-прежнему будут зaмкнутые энерговещественные циклы.

Ознaчaет ли это конец истории? Безусловно нет, и здесь будет уместнa следующaя эволюционнaя aнaлогия. При формировaнии биосферы вся солнечнaя энергия внaчaле шлa нa увеличение биомaссы. Когдa же циклы зaмкнулись и биомaссa плaнеты стaбилизировaлaсь, стaло можно вести речь о том, что вся поступaющaя энергия прaктически целиком преврaщaлaсь в информaцию - рaзнообрaзие биоты, способов ее существовaния, первичных нaвыков, позже - непосредственно в человеческие знaния. То есть суть экологического пути рaзвития - опосредовaнaя трaнсформaция энергии в информaцию, знaния. Прогресс и дaльнейшее рaзвитие безусловно будут, но в принципиaльно иной – интеллектуальной сфере. Переход к этому этaпу рaзвития ознaменуется мaсштaбным мировым кризисом, ниспровергaющим сложившуюся систему мaтериaльных ценностей и утверждaющим в кaчестве основной ценности внутренний мир человекa, его индивидуaльный и коллективный рaзум. Все мaтериaльное, о чем тaк печется современный человек, будет игрaть вспомогaтельную роль, кaкую выполняет, нaпример, электричество для компьютерa, нa первый плaн выйдет информaция, знaния, смысл .

2. Неравновесные процессы и открытые системы

Кристаллы - упорядоченные равновесные структуры. В природе существуют и иные упорядоченные структуры, которые возникают в диссипативных системах. Диссипативная система является подсистемой больших неравновесных термодинамических систем.

Циркуляционные потоки в атмосфере и океанах Земли - под действием солнечного излучения - самоорганизация на Земле.

2. Ячейки Бенара - самоорганизация в физических явлениях

3. Химическая реакция Белоусова-Жаботинского - самоорганизация в химии

Под воздействием BrO3-, H+ в растворе происходят реакции:

Ce3+-> Сe4+ - окисление, цвет раствора голубой.

Сe4+ -> Сe3+ - восстановление, цвет раствора красный. Таким образом, имеется автоколебательный процесс изменения концентрации четырехвалентного церия с одновременным варьированием цвета

На поверхности раствора появляются поверхностные волны (химические спиральные волны)

4. Динамика популяций хищников и их жертв - самоорганизация в биологии.

Неравновесные процессы с возникновением в системах упорядоченных структур - диссипативных структур. Самоорганизация не связана с особым классом веществ, но она существует лишь в специальных системах, удовлетворяющих условиям:

а) открытые системы, т.е. открытые для притока энергии (вещества) извне;

б) макроскопические системы, т.е. системы описываются нелинейными уравнениями.

Следует также отметить, что диссипативные структуры являются устойчивыми образованиями, и их устойчивость определяется устойчивостью внешнего источника энергии .

3. Самоорганизация диссипативных структур

Самоорганизующимися процессами называют процессы, при которых возникают более сложные и более совершенные структуры. Это определение позволяет выделить самоорганизацию как один из возможных путей эволюции и отнести этот процесс к условиям, далеким от термодинамического равновесия. Эволюция может приводить и к деградации. Так, в закрытых системах, когда движущая сила процесса - стремление системы к минимуму свободной энергии, достигаемое равновесное состояние является наиболее хаотическим состоянием среды. Если же эволюция системы контролируется минимумом производства энтропии (неравновесные условия), происходит самоорганизация динамических структур, названных диссипативными. К диссипативным структурам относятся пространственные, временные или пространственно-временные структуры, которые могут возникать вдали от равновесия в нелинейной области, если параметры системы превышают критические значения. Диссипативные структуры могут перейти в состояние термодинамического равновесия только путем скачка (в результате неравновесного фазового перехода). Основные их свойства следующие:

они образуются в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия, в результате флуктуации до макроскопического уровня;

их самоорганизация происходит в результате экспорта энтропии;

возникновение пространственного или временного порядка аналогично фазовому переходу;

переход в упорядоченное состояние диссипативной системы происходит в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния при критическом значении некоторого параметра, отвечающем точке бифуркации;

в точке бифуркации невозможно предсказать, в каком направлении будет развиваться система, станет ли состояние хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности.

Таким образом, диссипативные структуры - это высокоупорядоченные самоорганизующиеся образования в системах, далеких от равновесия, обладающие определенной формой и характерными пространственно-временными размерами, они устойчивы относительно малых возмущений. Важнейшие характеристики диссипативных структур - время жизни, область локализации и фрактальная размерность. Диссипативные структуры отличаются от равновесных тем, что для своего существования они требуют постоянного притока энергии извне, так как по определению, их самоорганизация связана с обменом энергией и веществом с окружающей средой.

Под диссипативной системой понимают систему, полная механическая энергия которой при движении убывает, переходя в другие формы, например в тепло. Соответственно диссипация энергии есть переход части энергии упорядоченного процесса в энергию неупорядоченного процесса, а в конечном итоге - в теплоту.

Процесс перехода "устойчивость-неустойчивость-устойчивость" следующий. Первоначально устойчивая диссипативная структура, достигая в процессе эволюции системы порога неустойчивости, начинает осциллировать, а возникающие в ней флуктуации приводят к самоорганизации новой, более устойчивой на данном иерархическом уровне диссипативной структуры.

Одним из типичных примеров самоорганизации диссипативных структур является переход ламинарного течения жидкости в турбулентное. До недавнего времени он отождествлялся с переходом к хаосу.

Таким образом, гидродинамическая неустойчивость при переходе ламинарного течения в турбулентное связана с образованием динамических диссипативных структур в виде вихрей .

Разработкой теории самоорганизации занимаются несколько научных дисциплин:

1. Термодинамика неравновесных (открытых) систем.

2. Синергетика.

Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества.

В каждом конкретном случае самоорганизация проявляется по-разному, это зависит от сложности и природы изучаемой системы.

Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.

Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате процесса организации.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2004.

2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2006.

3. Моисеев Н. Экология М.: Молодая гвардия, 1988.

4. Рубин А.Б. Термодинамика биологических процессов. М.: Изд-во МГУ, 1984.

5. Яблоков А.В. Актуальные проблемы эволюционной теории. М.: Наука, 1966.

Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2006. С. 122.

Моисеев Н. Экология М.: Молодая гвардия, 1988. С. 141.

Яблоков А.В. Актуальные проблемы эволюционной теории. М.: Наука, 1966. С. 104-105.

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2004

Рубин А.Б. Термодинамика биологических процессов. М.: Изд-во МГУ, 1984. С. 180.

Из журнала «Естествознание в школе» - 2004. - №3

Ляпцев А. В,

Процессы самоорганизации в курсе «Естествознание»

В государственном образовательном стандарте среднего (полного) общего образования по учебному предмету "Естествознание" дидактическая единица «Процессы самоорганизации» выделена курсивом, что предполагает ознакомительный характер ее изучения. В педагогической практике это приводит к тому, что учебный материал порой не изучается, поскольку необязателен для запоминания.

На наш взгляд, указанная тема является не менее важной, чем многие другие, включенные в перечень требований к уровню подготовки выпускников. О значении процессов самоорганизации и о том, как, несмотря на безусловную сложность рассматриваемых в ней вопросов, тема может быть просто и понятно изложена в учебном процессе и пойдет речь в данной статье.

Мировоззренческий потенциал

Осмысление феномена самоорганизации является важным для формирования естественнонаучного мировоззрения современного учащихся. В частности на уроках биологии при изучении темы «Возникновение жизни» говорится о том, что согласно общепринятой гипотезе жизнь возникла в результате самоорганизации неживой материи. Между тем, суть гипотезы в большинстве случаев остается непонятной не только для учеников, но даже и для учителей в виду сложной интерпретации такого понятия как "самоорганизация".

На одной из лекций для учителей по курсу «Концепции современного естествознания» мне был задан следующий вопрос: «Можно вполне представить, как здание, в котором мы находимся, самопроизвольно разрушится, но как можно представить себе процесс, при котором это здание само по себе построилось?» Вопрос в конечном итоге сводился к гипотезе о возникновении жизни, и, с учетом того, что строение живого организма (даже простейшего) не менее сложно, чем построенное человеком здание, звучал вполне правомерно. Подобного рода вопросы можно найти в многочисленной литературе религиозного характера. Часто, их смысл изначально связан с отрицанием возникновения и эволюцией живой материи. Как сказала одна из учителей в ходе дискуссии на данную тему: «Ученику было бы гораздо проще объяснить возникновение жизни в результате божественного творения, чем в результате какой-то непонятной самоорганизации».

Здесь следует отметить, что, на наш взгляд, борьба между наукой и религией в настоящее время лишь отголосок недавнего исторического прошлого, в котором в силу идеологических, а не естественнонаучных причин бытовал тезис «Наука доказала, что бога нет». На самом деле уже в период становления современной естественнонаучной методологии, естественные науки самоограничились изучением того, что объективно наблюдается. Все, что могут сказать естественные науки о боге – это то, что объективных данных о его существовании у науки нет. Отрицать же существование того, что мы в настоящее время объективно не наблюдаем попросту абсурдно . Настолько же абсурдно спорить по поводу того, какие положения – естественнонаучные или религиозные являются более истинными. Связано это с тем, что критерии истины в естественных науках и в религии различны. С точки зрения науки истинно то, что объективно наблюдается или соответствует логическим выводам из этих наблюдений. С точки зрения религии истинно то, что соответствует определенным религиозным канонам, священным писаниям и т. д. В этом смысле не следует противопоставлять естественнонаучное и религиозное мировоззрения. Естественные науки, отвечают на вопросы: какова структура нашего мира, какие законы управляют природой, как эволюционирует природа.

Естественные науки не отвечают и не должны отвечать на вопросы: кто и с какой целью создал наш мир таким, какой он есть, кто создал такие законы, управляющие природой. В частности вопрос о божественном происхождении нашего мира для естественных наук остается в стороне, а вот вопросы возникновения жизни и эволюции природы вообще – являются предметом естественнонаучных исследований. Именно поэтому мы говорим о естественнонаучных гипотезах возникновения жизни и, в частности, о самоорганизации, а не о том, что жизнь была создана богом.

Так как же «можно представить самовыстраивание здания»? Вот здесь выступает вторая точка зрения на важность формирования у школьников понятия «процессы самоорганизации». Несмотря на то, что наблюдаемая нами жизнь уникальное явление – все живое в нашем мире является тесно взаимосвязанным и единым по происхождению, а другой, отличной от нашей, жизни во Вселенной мы не наблюдаем, законы, описывающие процессы самоорганизации являются более общими, чем биологические законы и связывают эволюцию живой и неживой материи. Таким образом, в теме «процессы самоорганизации», как ни в какой другой прослеживается интегративный характер современных естественнонаучных представлений. В определенном смысле данное понятие «строит мостик» между живой и неживой природой, показывая, что, несмотря на уникальность жизни, и законов, которым она подчинена, в неживой природе существуют примитивные аналоги тех процессов, которые характерны, казалось бы, только для живой природы.

Синергетика – наука о процессах самоорганизации.

Синергетика, или теория самоорганизации, сегодня представляется одним из наиболее популярных и перспективных научных междисциплинарных подходов. Введя в научный оборот термин "синергетика" (дословно – теория совместного действия) Герман Хакен вкладывал в него два смысла. Первый – теория возникновения новых качеств у сложных систем, которыми не обладает ни одна из их частей. Второй – это междисциплинарный подход, разработка которого требует сотрудничества специалистов из разных областей.

Синергетика очень быстро вышла из стен научных лабораторий и начала оказывать большое влияние на разные сферы деятельности современного человека, вызывая у него все больший интерес. В настоящее время этим подходом интересуются многие – от старших школьников и студентов до государственных политиков, от педагогов в образовании и менеджеров по продажам до активно работающих исследователей.

Теория самоорганизации прошла большой путь. Тридцать лет назад на нее смотрели как на очередную забаву физиков-теоретиков, увидевших сходство в описании нелинейных явлений, Двадцать лет назад, благодаря ее концепциям, методам, представлениям были экспериментально обнаружены многие замечательные явления в области физики, химии, биологии, климатологии и других естественных наук. Сейчас этот междисциплинарный подход все шире используется в стратегическим планировании в различных областях человеческой деятельности, а также при анализе исторических альтернатив и поиске путей решения глобальных проблем, вставших перед человечеством.

ПОРЯДОК – определенное расположение элементов в пространстве или их

последовательность во времени.

САМООРГАНИЗАЦИЯ - появление определенного порядка в однородной массе и

последующего совершенствования и усложнения возникающей структуры.

СИНЕРГЕТИКА - наука, изучающая системы, состоящие из многих подсистем

самой различной природы; наука о самоорганизации простых систем и

превращении хаоса в порядок.

СИНЕРГИЗМ- взаимное влияние, содействие, поддержка.

СИНЕРГИЯ - совместное взаимодействие различных потенций или видов энергий в

целостном действии.

СИСТЕМА – множество элементов связанных между собой

и образующих целостное единство.

СЛОЖНАЯ СИСТЕМА- собирательное название систем, состоящих из большого числа взаимосвязанных элементов (строгое математическое определение этого понятия отсутствует).

СТРУКТУРА – относительно устойчивая система связей элементов, образующих целое (вещь).

ЦЕЛОСТНОСТЬ – внутреннее единство объекта, его относительная самостоятельность.

ФРАКТАЛЫ - самоподобные объекты, в которых по мере

увеличения обнаруживается все большее число деталей. Имеют размерность,

промежуточную между точкой и линией, линией и поверхностью, поверхностью и

объемом. Фракталы не являются ни точками, ни кривыми, ни поверхностями, ни

топологическими многообразиями.

ХАОС – беспредельное пространство, беспорядочная смесь материальных

элементов мира, из которой, согласно древнегреческой мифологии,

произошло все существующее.

ЭНЕРГИЯ – физическая величина, изменяемая в джоулях, выделяемая или тратящаяся при выполнении той или мной работы. Выделяют потенциальную, кинетическую, тепловую, энергию химических связей, энергию солнечного излучения и ядерную. При проведении той или иной работы энергия не расходуется, а переходит из одного состояния в другое.

ЭНТРОПИЯ – термодинамическая функция, характеризующая часть внутренней энергии замкнутой системы, которая не может быть преобразована в механическую работу.

Илья Пригожин

Пригожин родился 25 января 1917 в Москве. После революции был вывезен родителями в эмиграцию. Окончив брюссельский университет, он быстро продвигался в науке, сделав ряд крупных открытий в области физической химии и термодинамики.

Основные труды в области термодинамики и статистической механики неравновесных процессов. Он сформулировал одну из основных теорем теории неравновесных процессов, названную его именем. Бельгийский ученый был инициатором применения методов теории неравновесных процессов в биологии.

Нобелевская премия по химии была присуждена ученому в 1977 году "за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур".

Награжден золотой медалью Сванте Аррениуса Шведской королевской академии наук (1969), медалью Баурка Британского химического общества (1972), медалью Котениуса Германской академии естествоиспытателей "Леопольдина" (1975) и медалью Румфорда Лондонского королевского общества (1976). Помимо перечисленных Илья Пригожин получил около 40 научных наград и премий, был почетным членом академий многих стран мира, включая Академию наук СССР, и президентом Королевской академии Бельгии.

ХИМИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

В 1951 году российский ученый открыл удивительную химическую реакцию, в которой раствор реакционной смеси веществ поначалу красно-лилового цвета вдруг становится ярко-синим. Потом снова красно-лиловым. И снова синим и т. д. В зависимости от концентрации растворенных веществ период колебаний варьируется от 2 до 100 с.

Химическую реакцию такого рода можно рассматривать как своеобразные химические часы (ведь часы суть не что иное, как инструмент, непрерывно отмеряющий периоды определенной длительности). Следует отметить, что смена цвета жидкости продолжается не бесконечно – спустя некоторое время система приходит в однородное состояние.

Условия эксперимента можно изменить, проведя по жидкости налитой тонким слоем, скажем, ногтем, результатом станет возникновение сложных узоров, кругов, спиралей, вихрей, причем все происходит само по себе, без какого-либо дополнительного воздействия извне (рис.6).

Научные журналы того времени отказывались публиковать об этой реакции даже короткое сообщение. Это замалчивание длилось до тех пор, пока биофизик А. Жаботинский не дал объяснение этой реакции на основе автоколебательных, автоволновых явлений, подобных тем, которые управляют работой сердечной мышцы.

(по тексту учебника Естествознание: Для учащихся 10-х классов школ и средних учебных заведений с гуманитарным профилем/ , . – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999 – 336 с.)

Рассмотренные выше организационные процессы, ведущие к преобразованию систем, могут осуществляться в двух формах: целенаправленной сознательной деятельности человека (организации) и самоорганизации.

Выделяются три типа процессов самоорганизации:

1) процессы, благодаря которым происходит самозарождение организационной формы, т. е. возникновение качественно нового целостного формирования из некоторой совокупности объектов определенного уровня;

2) процессы, поддерживающие определенный уровень организационной формы при изменении внешних и внутренних условий ее функционирования.

3) процессы совершенствования и саморазвития организационной формы, которые способны накапливать и использовать прошлый опыт.

Проблема самоорганизации стала интенсивно разрабатываться в кибернетике, в частности, в работах Н. Винера, Дж. фон Неймана, У. Эшби и др. Эти авторы связывали самоорганизацию со свойством управления и делали акцент на проблеме организации. Нетрудно убедиться, что самоорганизация здесь явно или неявно предполагает наличие либо внешнего агента (человека-организатора), либо цели, которая задается самоорганизующейся системе человеком.

Только в синергетике разработка проблемы самоорганизации вносит новый вклад в развитие теории организации, рассматривая вопрос об организации вне связи с управлением и акцентируя внимание на проблеме связи понятий организации и самоорганизации, порядка и беспорядка, энтропии и информации.

Эта точка зрения, на наш взгляд, более продуктивна, так как, раскрывая содержание понятия «самоорганизация», мы обогащаем понятие «организация». Организацию можно понять и определить через самоорганизацию, но не наоборот. Вполне возможно, что многочисленные попытки построения общей теории организации до сих пор не имеют успеха, в том числе из-за недостаточного внимания к феномену самоорганизации. Синергетика ставит перед собой задачу не только изучения данного феномена и максимизации (минимизации) синергетических эффектов, но и управления процессами самоорганизации. Термин «управляемое развитие» должен быть ■ заменен термином «направляемое развитие».

Существует точка зрения, согласно которой в формировании организационных форм роль внешней среды доминирует, т. е. само возникновение материальных структур почти полностью определяется внешними факторами, поэтому рассматривать самоорганизацию лишь как внутреннее свойство системы в принципе неверно: самоорганизация невозможна без внешней среды.

Самоорганизация не является локальным процессом, протекающим независимо от внешней среды. Но хотя самоорганизация и зависит от типа внешней среды, от истории развития и возможных форм ее реализации, хотя внешние условия играют важную роль в выборе поведения материальных систем, последнее невозможно объяснить, исходя только из внешних факторов как определяющих.

Самоорганизацию целесообразно подразделять на самоорганизацию естественных и самоорганизацию искусственных систем. Очевидно, что до появления человека существовала естественная самоорганизация в «чистом» виде. И сейчас такие процессы самоорганизации происходят в природе естественным путем. К самоорганизации искусственных систем относятся процессы, которые совершаются в самоорганизующихся системах, созданных руками человека. Однако вполне очевидно, что природа процессов самоорганизации не зависит от типа систем, и естественные предпосылки ее возникновения, а также формализованный аппарат описания самого процесса идентичны.

Следует отметить, что не только в искусственных, но и во многих естественных системах человек способен оказывать влияние на управляющие параметры и «стохастические» силы и этим в известной мере предопределять момент изменения состояния системы (точка бифуркации) и соответственно сценарий развития самоорганизующейся системы. В этом случае можно говорить о размывании границы между процессами организации и самоорганизации. По этой же причине, на наш взгляд, нельзя говорить и о противопоставлении понятий «организация» и «самоорганизация», как нельзя ни сводить соотношение между этими понятиями к формально-логическому пониманию «шире - уже» (оно носит сложный характер), ни противопоставлять их. Это два взаимодополняющих процесса. Примером тому может служить демографическая система, в которой наиболее ярко проявляется диалектическое единство организации и самоорганизации.

Раскрытие принципов самоорганизации зависит от понимания и адекватного определения понятия самоорганизации. Как следует из литературных источников, самоорганизация - это понятие для обозначения процесса структурообразования в результате действия внутренних детерминантов при специфических внешних условиях. При этом причиной возникновения структур являются внутренние детерминанты, внутренние свойства системы, внешние же условия (факторы) - всего лишь поводом.

Таким образом, многие авторы при определении понятия самоорганизации совершенно верно указывают в качестве определяющих внутренние причины, однако при этом игнорируют (или опускают как нечто несущественное) факт открытости системы для внешних инициирующих воздействий. Вместе с тем некоторые философы отдают предпочтение внешним детерминантам, т. е. считают, что роль внешней среды доминирует. В предложенном определении понятия самоорганизации наблюдается сближение двух точек зрения, но именно такой подход к пониманию самоорганизации представляется наиболее перспективным.

Самоорганизация в синергетическом понимании - это процесс спонтанного образования высокоупорядоченных по времени и (или) в пространстве устойчивых структур в гетерогенных открытых неравновесных динамических системах любой природы вследствие внутрисистемных закономерностей при индуцировании внешними воздействиями.

Понятие самоорганизации тесно связано с более фундаментальными понятиями порядка и беспорядка. Проблема «порядок - беспорядок» привлекает внимание исследователей различных областей современной науки. Эти понятия, впервые возникшие в физике, используются для изучения широкого круга явлений не только в естественных, технических, но и в общественных науках, что говорит о необходимости последовательно развивать и уточнять представление о порядке и беспорядке в структуре материи.

Понятия «порядок» и «беспорядок» наряду с понятием «самоорганизация» являются ключевыми в синергетике, исследующей не только процессы образования устойчивых макроскопических структур в сложных неравновесных открытых динамических системах любой природы, как во времени, так и в пространстве, но и обратное явление - переход от упорядоченного состояния к хаосу. Самоорганизация и хаос, или, в более общем смысле, порядок и беспорядок, - это основные структурные характеристики материи.

Рассмотренные выше организационные процессы, ведут к преобразованию систем, могут осуществляться в двух формах: целенаправленной сознательной деятельности человека (организации) и самоорганизации.

Одной из центральных проблем является проблема описания процесса самоорганизации, познание взаимоотношений между процессами целенаправленной организации и самоорганизации. Подступы к исследованию механизмов самоорганизации связаны с огромным многообразием и разнообразием этих механизмов. Ученые бьются над вопросами: что за механизмы лежат в основе этих процессов; каковы причины, вызывающие процессы самоорганизации систем; существуют ли какие-либо общие принципы; можно ли с помощью современного языка и знаний приблизиться к пониманию этих архисложных процессов?

Значение самоорганизации для природных и общественных процессов было предметом исследования, пусть на абстрактно-философском, даже богословском уровне, еще со времен Аристотеля. Как устроен мир; в чем первопричина целостности и устойчивости Вселенной, которая существует миллиарды лет, -- об этом написаны сотни трудов.

Основные научные предпосылки феномена самоорганизации заложены А.А. Богдановым в «Тектологии»; он исследовал различные структуры и их эволюцию как целого с позиций информационно-управленческих процессов. Один из стержневых тезисов этой работы -- сопряженность целенаправленной организации и некой «активности», которая преодолевает активность внешней среды. С помощью смены организационных форм реализуется тенденция сохранения более устойчивых форм в ущерб менее устойчивым. Вся его работа посвящена проблеме организационной целесообразности систем, неравновесных отношений как между элементами внутри системы, так и неравновесных отношений между системой и внешней средой. Говоря об истории вопроса, следует еще раз подчеркнуть, что исследования Богданова относятся к статусу общенаучных, они явились прологом кибернетики и синергетики.

Концепция самоорганизации -- одно из наиболее ярких и многообещающих направлений в научной жизни последнего десятилетия. В основе исследования процессов самоорганизации лежит ее междисциплинарный характер и системный подход. О самоорганизации пишут физики, философы, экономисты, химики, экологи, социологи и ученые других специальностей. Осознание связи всего со всем порождает потребность в их общем обсуждении. Взаимодействие наук по этой проблеме еще недостаточно интегрировано, однако связь становится более тесной: общий объект исследования, общность задач, обмен научными методами и идеями и т.д.

Недостаточная исследованность проблемы порождает различные толкования в определении понятия самоорганизации. В современных работах можно встретить совсем несхожие между собой определения: в одних явление самоорганизации объясняется внутренними причинами, т.е. доминирующая роль отводится внутренним взаимодействиям элементов системы; в других -- главными причинами самоорганизации систем называются внешние факторы, а стабилизация системы объясняется реакцией системы на воздействия внешней среды. Таким образом, концепция самоорганизации, ее теоретико-познавательный статус находятся в стадии становления.

Под самоорганизацией мы понимаем необратимый процесс, приводящий в результате кооперативного взаимодействия подсистем к образованию более эффективных структур с позиции системы.

Самоорганизация -- это основной процесс эволюции сложных систем состоящий из необратимых последовательных процессов (циклов) самоорганизации. Эволюция самоорганизации систем телеологична в том смысле, что сама по себе ведет ко все более совершенной (эффективной) структуре и динамике вещества, энергии и информации. Для самоорганизации не нужно вне- или надсистемное целеполагание. Условиями любой самоорганизации и эволюции являются:

а) проток энергии через динамическую систему;
б) гетерогенность, разнообразие системы;
в) отбор -- элиминирование или разрушение отбракованных подсистем или элементов.

Выделяются три типа процессов самоорганизации:

процессы, благодаря которым происходит самозарождение организационной формы, т. е. возникновение качественно нового целостного формирования из некоторой совокупности объектов определенного уровня;

процессы, поддерживающие определенный уровень организационной формы при изменении внешних и внутренних условий ее функционирования;

процессы совершенствования и саморазвития организационной формы, которые способны накапливать и использовать прошлый опыт.

Эта точка зрения более продуктивна, так как, раскрывая содержание понятия «самоорганизация», обогащается понятие «организация». Организацию можно понять и определить через самоорганизацию, но не наоборот. Вполне возможно, что многочисленные попытки построения общей теории организации до сих пор не имеют успеха, в том числе из-за недостаточного внимания к феномену самоорганизации. Синергетика ставит перед собой задачу не только изучения данного феномена и максимизации (минимизации) синергетических эффектов, но и управления процессами самоорганизации. Термин «управляемое развитие» должен быть заменен термином «направляемое развитие».

Самоорганизацию целесообразно подразделять на самоорганизацию естественных и самоорганизацию искусственных систем. Очевидно, что до появления человека существовала естественная самоорганизация в «чистом» виде. И сейчас такие процессы самоорганизации происходят в природе естественным путем. К самоорганизации искусственных систем носятся процессы, которые совершаются в самоорганизующихся системах, созданных руками человека. Однако вполне очевидно, что природа процессов самоорганизации не зависит от типа систем, и естественные предпосылки ее возникновения, а также формализованный аппарат описания самого процесса идентичны.

По этой же причине нельзя говорить и о противопоставлении понятий «организация» и «самоорганизация», как нельзя ни сводить соотношение между этими понятиями к формально-логическому пониманию «шире -- уже» (оно носит сложный характер), ни противопоставлять их. Это два взаимодополняющих процесса. Примером тому может служить демографическая система, в которой наиболее ярко проявляется диалектическое единство организации и самоорганизации.

Раскрытие принципов самоорганизации зависит от понимания и адекватного определения понятия самоорганизации. Как следует из литературных источников, самоорганизация - это понятие для обозначения процесса структурообразования в результате действия внутренних детерминантов при специфических внешних условиях. При этом причиной возникновения структур являются внутренние детерминанты, внутренние свойства системы, внешние же условия (факторы) -- всего лишь поводом.

Вместе с тем некоторые философы отдают предпочтение внешним детерминантам, т.е. считают, что роль внешней среды доминирует. В предложенном определении понятия самоорганизации наблюдается сближение двух точек зрения, но именно такой подход к пониманию самоорганизации представляется наиболее перспективным.

Самоорганизация в синергетическом понимании -- это процесс спонтанного образования высокоупорядоченных по времени и (или) в пространстве устойчивых структур в гетерогенных открытых неравновесных динамических системах любой природы вследствие внутрисистемных закономерностей при индуцировании внешними воздействиями.