Формування ідей самоорганізації

Різке протиріччя між біологічною й фізичною еволюцією вдалося дозволити тільки після того, коли фізика звернулася до поняття відкритої системи, тобто системи, що обмінюється з навколишнім середовищем речовиною, енергією й інформацією. За певних умов у відкритих системах можуть виникнути процеси самоорганізації в результаті одержання нової енергії й речовини ззовні, або розсіювання, використаної в системі енергії. Таким чином, було встановлено, що ключ до розуміння процесів самоорганізації втримується в дослідженні процесів взаємодії системи з навколишнім середовищем.

До встановлення загального погляду на процеси самоорганізації різні вчені йшли різними шляхами. Автор самого терміна «сінергетика» німецький фізик Герман Хакен, що працював у лабораторіях фірми Белла над новими джерелами світла, досліджував механізми кооперативних процесів, які відбуваються у лазері. Він з'ясував, що частки, що становлять активне середовище резонатора, під впливом зовнішнього світлового поля починають коливатися в одній фазі. У результаті цього між ними встановлюється когерентне, або погоджене, взаємодія, що приводить в остаточному підсумку до їх кооперативного, або колективному, поводженню.

Однак на початку, по його власному визнанню, він ясно не розумів, що подібні процеси можуть відбуватися й в інших системах, а лазер - лише один з типових їхніх представників.

Видний теоретик самоорганізації І.Р. Пригожин прийшов до своїх ідей з аналізу специфічних хімічних реакцій, які приводять до утворення певних просторових структур із часом при зміні концентрації реагуючих речовин. Разом зі своїми співробітниками він побудував математичну модель таких реакцій, які вперше експериментально були вивчені вченими Б. Белоусовим і О. Жаботинським

Теоретичною основою моделі стала нелінійна термодинаміка, що вивчає процеси, що відбуваються в нелінійних нерівновагих системах під впливом флуктуацій. Якщо така система вилучена від крапки термодинамічної рівноваги, то виникаючі в ній флуктуації в результаті взаємодії із середовищем будуть підсилюватися й зрештою приведуть до руйнування колишнього порядку або структури, а тим самим і до виникнення нової системи. Структури й системи, що виникають при цьому, І.Р. Пригожин назвав дисипативними, оскільки вони утворюються за рахунок дисипації, або розсіювання, енергії, використаною системою, і одержання з навколишнього середовища нової, свіжої енергії. За дослідження з термодинаміки дисипативних структур І.Р. Пригожину була присуджена Нобелівська премія по хімії.

Інший видний теоретик самоорганізації німецький учений М. Ейген переконливо довів, що відкритий Ч. Дарвіном принцип добору продовжує зберігати своє значення й на мікрорівні. Тому він мав всі підстави затверджувати, що генезис життя є результат процесу добору, що відбуває на молекулярному рівні. Він показав, що складні органічні структури з адаптаційними характеристиками виникають завдяки еволюційному процесу добору, у якому адаптація оптимізується самими структурами. Передумовами для здійснення такої самоорганізації макромолекул є взаємодія системи із середовищем або відкритість для обміну речовиною й енергією, автокаталіз, мутації й природний добір.

На початку 1960-х рр. Е. Лоренц, вивчаючи комп'ютерні моделі пророкування погоди, прийшов до важливого відкриття, що рівняння, що описують процеси, при майже тих же самих початкових умовах приводять до зовсім різних результатів. А це свідчило про те, що детерміністська система рівнянь виявляє хаотичне поводження. Звідси був зроблений висновок, що хаос також характеризується певним порядком, що, однак, має більше складний характер. Його можна розглядати як вид регулярної нерегулярності.

Подібні статті

Біологічні особливості веслоноса
На сучасному етапі функціонування рибного господарства в Україні постає необхідність виявлення додаткових резервів його розвитку, зокрема, пошуку нетрадиційних підходів у веденні господарства, спрямованих на підвищення ефективності, прибут ...

Ряд вугреподібні (Anguilliformes)
Вугреподібні - загадка яку люди намагались розгадати вже більше 2 тисячі років. Майже всі вугреподібні, 22 родини з приблизно 350 видами, - морські риби, що живуть переважно в теплих морях, але представлені й на більших глибинах. Тільки од ...