Роль синэргетики в становлении нового понимания

Механизм; обеспечивающий организационный процесс

Самоорганизация

Н. Винер связывал суть науки об управлении с организацией и самоорганизацией, которая рассматривалась им как антипод энтропии, фактор, противостоящий тенденции роста мирового хаоса. Под самоорганизацией понимается способность к стабилизации некоторых параметров посредством направленной упорядоченности ее структуры с целью противостоять энтропийным факторам среды. Самоорганизация – это структура в действии.

Для процесса самоорганизации характерны следующие структурные компоненты и свойства.

1. Механизм управления, отвечающий за получение, оценку, переработку информации и формулирование информационной программы ответного действия.

2. Канал обратной связи.

Самоорганизующиеся системы обладают следующими свойствами:

1. Самоорганизующаяся система сохраняет состояние термодинамического равновесия.

2. Негаэнтропийный характер самоорганизующейся системы обеспечивается использованием информации.

3. Самоорганизующаяся система обладает функциональной активностью, выражающейся в противодействии внешним силам.

4. Самоорганизующаяся система обладает выбором линии поведения.

5. Целенаправленность действий.

6. Гомеостаз и связанная с ним адаптивность системы.

Пусть имеется некоторая система с направленным на нее внешним воздействием.

Вместе с вещественно-энергетическим потоком в нее попадает информация, представляющая собой собственную упорядоченность этого потока.

Эта информация оценивается в особом блоке – механизме управления. Здесь же вырабатывается программа ответного действия. В результате система реагирует на воздействие извне. В выходном вещественно-энергетическом потоке также имеется информационная составляющая. Часть ее по каналу обратной связи поступает на вход системы и снова попадает в механизм оценки и переработки информации. В результате система получает сведения об эффективности ее ответной реакции и изменяет направление и интенсивность действия, если это нужно для самостабилизации.

Таким путем многократного самоконтроля системы, получившие название «самоорганизующиеся», настраиваются на внешние факторы, достигают равновесия с условиями среды существования и тем самым сохраняют себя.

Можно выделить три основные характеристики процесса самоорганизации:

• гомеостаз;

• обратная связь;

• информация.

Гомеостаз – это относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Понятие «гомеостаз» применяют к биоценозам (сохранение постоянства видового состава и числа особей), в генетике, кибернетике. Гомеостаз – это стремление живой системы сохранить стабильность своей организации, рода, популяции.

Гомеостаз присущ любому существу, любой живой системе. Стремление к гомеостазу – мощнейший фактор эволюции, открывает прямое влияние на интенсивность естественного отбора.

Разрушение организации живой системы означает ее гибель. Живое всегда стремится сохранить свою стабильность – это факт эмпирический.

Но стремление к гомеостазу должно компенсироваться другими тенденциями, определяющими рост разнообразия.

Механизм обратной связи – это реакция системы на внешнее воздействие. Более точно это механизм, определяющий изменение состояния, являющийся реакцией на внешнее воздействие и определяющийся этой реакцией.

Существуют отрицательные обратные связи, которые поддерживают гомеостаз, т.е. компенсируют внешнее воздействие, и положительные обратные связи, которые ухудшают стабильность системы.

Стремление к гомеостазу формирует механизмы не только отрицательных, но и положительных обратных связей, так как оно компенсируется тенденцией разнообразия.

Живые системы – это всегда открытые системы. Живым системам свойствен метаболизм, т.е. обмен энергией и веществом с внешним миром (обмен веществ), без которого они существовать не могут. Одной из ведущих тенденций развития живых систем является стремление в наибольшей степени использовать энергию внешней среды, уменьшая тем самым свою локальную энтропию – меру хаоса.

Таким образом, одной из особенностей любого из важнейших эволюционных процессов, протекающих в живом мире, является противоречие между тенденциями к стабильности, т.е. сохранению гомеостаза, и укреплению отрицательных обратных связей, и тенденциями к поиску новых, более рациональных способов использования внешней энергии и вещества, т.е. укреплению положительных обратных связей.

Существует концепция о двойственной обратной связи, согласно которой обратная связь в природных системах представлена в двух формах, информационной и неинформационной.

Считается, что неинформационный тип распространен в неживой природе, а информационный появляется, начиная с органического уровня материи.

Информация –это отраженная структура, воспроизводящая структуру оригинала. Растительный мир, животный мир, мыслящий человек и человеческое общество – это гигантская иерархия систем с информационной самоорганизацией.

Информация нужна субъекту для обеспечения возможности достижения целенаправленных действий.

Качество информации зависит также и от субъекта, его способности воспринимать и обрабатывать информацию. Качество информации оценивается прежде всего тем, насколько знания, получаемые об окружающей обстановке, помогают в принятии решений.

Ценность и смысл информации полностью раскрываются только тогда, когда существует цель.

В настоящее время существуют две концепции информации:

1. Информация свойственна обществу, живым системам, кибернетическим устройствам и не присуща неживой природе.

2. Информация присутствует во всех материальных системах.

В живой природе к формам движения, лежащим в основе выработки сигналов, несущих информацию, прибавляется биологическая форма движения, а в человеческом обществе – и общественная.

Изменения, происходящие в системе в результате отражения или спонтанно, реализуются в форме вещественных или энергетических сигналов. Информация – это содержание сигнала, а значит, содержание отражения и изменения вообще.

Таким образом, можно говорить о двух видах информации:

• информация как мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени, мера разнообразий, мера изменений, которыми сопровождаются все протекающие в мире процессы;

• информация как форма мышления, которое является высшим продуктом мозга.

Информация как степень упорядоченности системы внутренне присуща самой системе независимо от ее познания.

Процессы, которые протекают в различных явлениях природы, можно разделить на два класса:

• процессы, протекающие в замкнутых системах и развивающиеся в направлении возрастания энтропии и установления равновесного состояния;

• процессы, протекающие в открытых системах, в которых в моменты неустойчивости могут возникать малые возмущения, флуктуации, приводящие к развитию новых самоорганизаций.

Хаос и случайность выступают в качестве активного начала. Самоорганизующейся системе нельзя навязать путь развития, установить жесткий контроль за ней.

Для синэргетики неравновесность – это основание для установления упорядоченности. Если система пребывает в термодинамическом равновесии, то ее элементы игнорируют друг друга, т.е. ведут себя независимо друг от друга. Переход же в неравновесное состояние побуждает элементы устанавливать связь. Происходит «резонансное возбуждение» вступающих во взаимодействие объектов. Существование системы становится зависимым от внешних факторов. Неравновесное состояние выступает как естественное для всех явлений действительности.

Исходя из этих позиций, человечество представляет собой чрезвычайно сложную систему. А сложные системы обладают высокой чувствительностью к флуктуациям (возмущениям).