Видове самоорганизация
Могат да се дефинират няколко вида самоорганизация.
Дисипативна самоорганизация (синергетически подход)
Определението дадено от Г. Хакен през 80-та година в рамките на синергетиката е: „самоорганизация – процес на подреждане (пространствено, временно или пространствено-временно) в отворена система, за сметка на съгласуване на взаимодействието на многото съставящи я елементи”.
Характеристика на системата:
- отворена ( наличие на обмяна на енергия/ веществото със заобекаляща среда);
- съдържа неограничено голям брой елементи (подсистеми);
- стационарно устойчив режим на системата, в който елементите взаимодействат хаотически (некохерентно).
Характеристики на процеса:
- Интензивен обмен на енергия/вещество със заобикалящата среда, при това съвършено хаотически без да предизвиква подреденост в ситемата.
- Макроскопическото поведение на системата се описва от няколко величини – параметрите на порядъка и управляващите параметри (изчезва информационната претовареност на системата).
- наличие на някакво критично значение на управляващия параметър (свързано с постъпление на енергия/ вещество), при което системата спонтанно преминава в ново подредено състояние ( преход към силно неравновесие) ;
- Ново състояние обоснавано от съгласуваното (кохерентното) поведение на елементите на ситемата, като ефекта на подредбата се намира само на макроскопоческо равнище;
- Новото състояние съществува само при безпирен поток на енергия/ вещество в ситемата. При увеличение интензитета на обмен, системата преминава през ред последващи критически преходи; в резулат структурата се ослоява до възникване на турбулентен хаос.
За еднозначно определение на термина, неговата връзка с характеристиките на ситемите и процеса, като правило се позававаме на един от трита стандартни примера на самоорганизация:
- Лазер – пространствен порядък;
- Клетка Реле – Бенар - пространствен порядък;
- Реакция Белоусов - Жаботински – пространсвено временен порядък;
Нобеловският лоуреат Илия Пригожин е създал нелинеен модел на реакцията на Белоусов – Жаботински, т.нар. брюселато. Тъй като при възникване на подредба в такива системи е необходим приток на енергия или изтичане на ентропия, нейната дисипация, Пригожин е назовал тези системи дисипативни. В следствие на нелинеиността и наличие на повече от едно устойчиво състояние в тези системи, в тях не се изпълнява вторият принцип на термодинамиката, нито теоремaта на Пригожин за минимална скорост на производство на ентропии.
По аналогия, описана самоорганизирана система с фазов преход дисипативна самоорганизация е получила името фазов преход в неуравновесена система.
Методът на синергетиката е бил използван практически във всички научни дисциплини: от физика и химия до социология и филология. Градообразуването и невронните мрежи са описани като дисапативни структури. В последно време практически е изчезнало използването на първоначално необходимите математически нелинейни уравнения. Това е довело, до това че всяка система с естествен произход, която не принадлежи в компетенциите на равновесната термодинамика, се разглежда като самоорганизация.
Консервативна самоорганизация (супрамолекулярна химия и фазови преходи)
1987 друг нобеловски лоуреат Жан-Мари Лен – основател на супрамолекулярната химия, е въвел термина „самоорганизация” и „самоизграждане”, в следствие на необходимостта от описване на явлението - подреденост в ситемата на високомолекулярните съеднинения при равновесни условия, в часност обрзуване на ДНК. Изучаването на веществото в наносъстояние, обрзуването на сложна структура в процеса на кристализация без външно въздействие, е поредило необходимост от описаниие на тези явления като саморганзации. Но за разлика от синергетическия подход, тези явления произтичат в условия близки до термодинамическото равновесие По този начин равновесието във фазовия преход, като кристализацията, също са се оказали процеси на самоорганизация. За отстранение на безпорядъка, феномена на подредбата в равновесни условия, често го определят като консервативна самоорганизация.
Континентална самоорганизация (концепция на еволюционната катализация)
Концепцията на еволюционния катализ, разработена от Руденко, се явява алтернатива на концепцията самоорганизация в биологическите системи. В отличие от кохерентната самоорганизация, в дисципативната система с голямо число елементи ( макросистеми), се разглежда континентална самоорганизация за индивидуални ( микро) системи. В рамките на дадения подход се определя, че самоорганизацията, като саморазвитие на системата, произхожда за сметка на вътрешна полезна работа против равновесието. Прогресивната еволюция с естествен подбор е въсможна само като саморазвитие на континентална самоорганизация от индивидуални системи.
Вижте още
Източници
- Кант И. , Всеобщая естественная история и теория неба.
- Ashby W. R. Principles of the Self-Organizing Dynamic System // Journal of General Psychology. — v. 37. — p. 125—128.