Философия

Самоорганизация и саморазвитие


                                 Содержание



      ВВЕДЕНИЕ    3


      Самоорганизация и саморазвитие    6


      Литература  12



Введение

      Появление  теории   самоорганизации   в   современном   естествознании
инициировано, видимо, подготовкой  глобального  эволюционного  синтеза  всех
естественнонаучных дисциплин. Эту тенденцию  в  немалой  степени  сдерживало
такое обстоятельство, как  разительная  асимметрия  процессов  деградации  и
развития  в  живой  и  неживой  природе.  В  классической   науке   XIX   в.
господствовало  убеждение,  что  материи  изначально  присуща  тенденция   к
разрушению всякой упорядоченности,  стремление  к  исходному  равновесию  (в
энергетическом смысле это и  означало  неупорядоченность  или  хаос).  Такой
взгляд на вещи сформировался под воздействием равновесной термодинамики.
      Эта наука занимается изучением процессов  взаимопревращения  различных
видов энергии. Ею установлено,  что  взаимное  превращение  тепла  и  работы
неравнозначно. Работа может  полностью  превратиться  в  тепло  трением  или
другими способами, а вот тепло полностью превратить в  работу  принципиально
невозможно. Это означает, что  во  взаимопереходах  одних  видов  энергии  в
другие  существует  выделенная  самой  природой  направленность.  Знаменитое
второе начало (закон)  термодинамики  в  формулировке  немецкого  физика  Р.
Клаузиуса звучит так: "Теплота не  переходит  самопроизвольно  от  холодного
тела к более горячему".
      Закон сохранения и превращения энергии (первое начало  термодинамики),
в принципе,  не  запрещает  такого  перехода,  лишь  бы  количество  энергии
сохранялось в прежнем объеме. Но в реальности  это  никогда  не  происходит.
Данную  односторонность,  однонаправленность  перераспределения  энергии   в
замкнутых системах и подчеркивает второе начало термодинамики.
      Для отражения  этого  процесса  в  термодинамику  было  введено  новое
понятие — "энтропия". Под энтропией стали понижать меру беспорядка  системы.
Более точная формулировка второго начала термодинамики  приняла  такой  вид:
при самопроизвольных  процессах  в  системах,  имеющих  постоянную  энергию,
энтропия всегда возрастает.
      Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому,  что  состоящая
из  некоторого  множества  частиц  изолированная  (с  постоянной   энергией)
система  стремится  перейти  в  состояние  с   наименьшей   упорядоченностью
движения  частиц.  Это  и  есть  наиболее  простое  состояние  системы,  или
термодинамическое  равновесие,  при  котором   движение   частиц   хаотично.
Максимальная энтропия  означает  полное  термодинамическое  равновесие,  что
эквивалентно хаосу.
      Общий вывод достаточно печален: необратимая  направленность  процессов
преобразования энергии в изолированных системах рано или поздно  приведет  к
превращению всех ее видов в тепловую  энергию,  которая  рассеется,  т.е.  в
среднем равномерно распределится  между  всеми  элементами  системы,  что  и
будет  означать  термодинамическое  равновесие  или  хаос.  Если   Вселенная
замкнута,  то  ее  ждет  именно  такая  незавидная  участь.  Из  хаоса,  как
утверждали  древние  греки,  она  родилась,  в  хаос  же,  по  предположению
классической термодинамики, и возвратится.
      Возникает, правда, любопытный вопрос:  если  Вселенная  эволюционирует
только к хаосу, то как она могла возникнуть и сорганизоваться  до  нынешнего
упорядоченного состояния. Но этим  вопросом  классическая  термодинамика  не
задавалась,  ибо  формировалась  в  эпоху,  когда  нестационарный   характер
Вселенной  не  обсуждался.   В   это   время   единственным   немым   укором
термодинамике служила дарвиновская теория эволюции. Ведь  предполагаемый  ею
процесс  развития  растительного  и  животного  мира  характеризовался   его
непрерывным усложнением, нарастанием высоты  организации  и  порядка.  Живая
природа  почему-то  стремилась  прочь  от  термодинамического  равновесия  и
хаоса. Налицо  была  явная  нестыковка  законов  развития  неживой  и  живой
природы.
      После замены модели стационарной Вселенной на развивающуюся в  которой
ясно  просматривалось  нарастающее   усложнение   организации   материальных
объектов — от элементарных  и  субэлементарных  частиц  в  первые  мгновения
после Большого взрыва до звездных и галактических систем,  —  несоответствие
законов стало еще более явным. Ведь если принцип возрастания энтропии  столь
универсален, как же могли  возникнуть  такие  сложные  структуры?  Случайным
"возмущением" в целом равновесной Вселенной их  не  объяснить.  Стало  ясно,
что  для  сохранения  непротиворечивости  общей  картины   мира   необходимо
постулировать наличие у материи в  целом  не  только  разрушительной,  но  и
созидательной тенденции.  Материя  способна  осуществлять  работу  и  против
термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться.

Самоорганизация и саморазвитие

      Постулат о способности материи к саморазвитию в философию  был  введен
достаточно давно. А вот его  необходимость  в  фундаментальных  естественных
науках (физике, химии) начали осознавать только  сейчас.  На  этой  волне  и
возникла  теория   самоорганизации.   Ее   разработка   началась   несколько
десятилетий  назад.  В  настоящее  время  она  развивается   по   нескольким
направлениям: синергетика  (Г.  Хакен),  неравновесная  термодинамика  (И.Р.
Пригожий) и др. Общий смысл комплекса  синергетических  (термин  Г.  Хакена)
идей, которые развивают эти направления, заключается в  следующем:  процессы
разрушения и созидания, деградации  и  эволюции  во  Вселенной  равноправны;
процессы созидания (нарастания сложности  и  упорядоченности)  имеют  единый
алгоритм, независимо от природы систем, в которых они осуществляются.  Таким
образом,  синергетика  претендует   на   открытие   некоего   универсального
механизма, при помощи которого осуществляется самоорганизация как  в  живой,
так и неживой природе. Под самоорганизацией при этом  понимается  спонтанный
переход открытой неравновесной системы  от  менее  сложных  и  упорядоченных
форм организации к  более  сложным  и  упорядоченным.  Отсюда  следует,  что
объектом синергетики могут быть  отнюдь  не  любые  системы,  а  только  те,
которые отвечают как минимум двум условиям. Прежде всего, они должны быть:
 . открытыми, т.е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой; и
 . существенно  неравновесными,  или  находиться  в  состоянии,  далеком  от
   термодинамического равновесия.
      Но  именно  такими  являются   большинство   известных   нам   систем.
Изолированные  системы  классической  термодинамики   —   это   определенная
идеализация, в реальности они — исключение, а не  правило.  Сложнее  обстоит
дело со Вселенной в целом. Если считать Вселенную открытой системой, то  что
может служить ее  внешней  средой?  Современная  физика  полагает,  что  для
вещественной Вселенной такой средой является вакуум.
      Итак,  синергетика  утверждает,  что  развитие   открытых   и   сильно
неравновесных   систем   протекает    путем    нарастающей    сложности    и
упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдаются две фазы:
      1) период плавного эволюционного  развития,  с  хорошо  предсказуемыми
линейными  изменениями,   подводящими   в   итоге   систему   к   некоторому
неустойчивому критическому состоянию;
      2) выход из критического состояния одномоментно, скачком и  переход  в
новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.
      Важная особенность второй фазы заключается в том, что переход  системы
в новое устойчивое состояние неоднозначен. Достигшая критических  параметров
(точка бифуркации)  система  из  состояния  сильной  неустойчивости  как  бы
"сваливается"  в  одно  из  многих  возможных,  новых  для  нее   устойчивых
состояний.  В  этой  точке  эволюционный  путь   системы,   можно   сказать,
разветвляется, и какая именно ветвь развития будет выбрана — решает  случай!
Но после того как "выбор сделан"  и  система  перешла  в  качественно  новое
устойчивое состояние — назад возврата нет. Этот процесс необратим. А  отсюда
следует, что «развитие  таких  систем  имеет  принципиально  непредсказуемый
характер. Можно просчитать варианты возможных  путей  эволюции  системы,  но
какой именно будет выбран — однозначно спрогнозировать нельзя.
      Самый популярный и наглядный пример образования  структур  нарастающей
сложности — хорошо изученное в  гидродинамике  явление,  названное  ячейками
Бенара.  При  подогреве  жидкости,  находящейся   в   сосуде   круглой   или
прямоугольной формы, между нижним и верхним ее  слоями  возникает  некоторая
разность  (градиент)  температур.  Если  градиент  мал,  то  перенос   тепла
происходит на микроскопическом уровне и никакого макроскопического  движения
не происходит. Однако  при  достижении  градиентом  некоторого  критического
значения в жидкости внезапно (скачком) возникает макроскопическое  движение,
образующее четко выраженные структуры в виде  цилиндрических  ячеек.  Сверху
такая макроупорядоченность  выглядит  как  устойчивая  ячеистая,  структура,
похожая на пчелиные соты.
      Это хорошо знакомое всем явление  с  позиций  статистической  механики
невероятно. Ведь оно свидетельствует, что в момент образования ячеек  Бенара
миллиарды  молекул  жидкости,  как   по   команде,   начинают   вести   себя
скоординированно,  согласованно,  хотя  до  этого  пребывали  в  хаотическом
движении. Создается впечатление, будто каждая молекула "знает",  что  делают
все остальные, и желает двигаться,  в  общем  строю.  (Слово  "синергетика",
кстати,  как   раз   и   означает   "совместное   действие").   Классические
статистические законы здесь явно не работают,  это  явление  иного  порядка.
Ведь если бы, даже случайно, такая "правильная" и устойчиво  "кооперативная"
структура образовалась, что почти невероятно, она тут же бы и распалась.  Но
она не распадается. При соответствующих условиях (приток энергии извне),  а,
наоборот, устойчиво сохраняется. Значит, возникновение структур  нарастающей
сложности — не случайность, а закономерность.
      Поиск аналогичных процессов самоорганизации в других классах  открытых
неравновёсных систем вроде  бы  обещает  быть  успешным:  механизм  действия
лазера; рост кристаллов; химические часы  (реакция  Белоусова—Жаботинского);
формирование  живого  организма;  динамика  популяций;  рыночная  экономика,
наконец,  в  которой  хаотичные  действия  миллионов   свободных   индивидов
приводят к образованию устойчивых и сложных макроструктур. Все  это  примеры
самоорганизации систем самой разной природы.
      Синергетическая интерпретация  такого  рода  явлений  открывает  новые
возможности  и  направления  их  изучения.   В   обобщенном   виде   новизну
синергетического подхода можно выразить следующими позициями.
 . Хаос не только разрушителен, но и  созидателен,  конструктивен;  развитие
   осуществляется через неустойчивость (хаотичность).
 .  Линейный  характер  эволюции  сложных  систем,   к   которому   привыкла
   классическая  наука,  не  правило,  а,   скорее,   исключение;   развитие
   большинства таких систем носит нелинейный характер. А это значит, что для
   сложных систем всегда существует несколько возможных путей эволюции.
 .  Развитие  осуществляется  через  случайный  выбор  одной  из  нескольких
   разрешенный  возможностей  дальнейшей  эволюции   в   точке   бифуркации.
   Следовательно, случайность — не досадное недоразумение;  она  встроена  в
   механизм эволюции. А нынешний путь эволюции системы, возможно, не  лучше,
   чем те, которые были отвергнуты случайным выбором.

Литература


1. Алексеев П.В. Панин А.В. Философия: учебник для вузов. –М: ТЕИС, 1996 .
2. Гусев М.В. От антропоцентризма  к  биоцентризму//Вестник  МГУ,  серия  7:
   Философия. - 1994.- №6.
3. Концепция самоорганизации: становление нового образа  научного  мышления.
   -М.: Наука, 1994 .
4. Моисеевых. Человек и ноосфера. -М: Прогресс, 1990 .
5. Рузавин Г.И. Концепция современного естествознания. Учебник для вузов.  -
   М. Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997 .
6. Самоогранизация в науке: опыт философского осмысления, -М: Арго. ИФ  РАН,
   1994 .
7. Степин В.С. Философская антропология и  философские  науки.  -М.:  Высшая
   школа, 1992 .
8. Седов Е.Х. Эволюция и информация. -М., 1972.



смотреть на рефераты похожие на "Самоорганизация и саморазвитие"