4.3. Самоорганизация

Мельников В.И.

Более или менее четкие представления о самоорганизации и само понятие появились в науке во второй половине 20 века. Но процесс формирования понятия начался намного раньше и продолжается в настоящее время. Понятие «самоорганизация» и соответствующая теория выкристаллизовались из трудов Шредингера, Л. Бриллюэна, М. Планка, Уиллера, С. Больцмана, Р. Хартли, Шеннона, Эшби, Н. Винера, Хокинга, Л. Сцилларда, Я. Зельдовича, В. Глушкова, Г. Хакена, И. Пригожина, В. Арнольда и др. [5, 9, 71, 80,103, 109]. Процесс самоорганизации актуален не только для термодинамики, но и для космологии, астрофизики, оптики, химии, геологии, биологии, социологии и других наук.

Самоорганизация – понятие парное и противоположное 2-му закону термодинамики, т.е. закону возрастания энтропии, возрастания хаоса, распаду структур, повышению однородности. Таким образом, самоорганизация – это появление структуры из однородности, усложнение структуры, появление новых функций. Или, переходя к понятиям ТЗС, можно сказать, что 2-й закон термодинамики – это частный случай уравнивания взаимодействующих состояний. В таком случае самоорганизация означает повышение разницы уровней взаимодействующих объектов. Таким образом, или неверно (см. разд. 1.2) утверждение о сближении уровней, либо нет процесса самоорганизации. Но в действительности мы наблюдаем и то и другое. Противоречие разрешается, если учесть, что условие сближение уровней справедливо для ЗС. Самоорганизация возможна только в открытой системе или внутри ЗС с распределенными параметрами, в которой повышение разницы уровней одной части происходит за счет снижения ее в другой части. В целом во всей ЗС суммарное состояние остается равном нулю.

Самоорганизация в открытой системе происходит по описанной схеме в ЗС, но ЗС образуется из открытой путем присоединения к ней всех внешних взаимодействующих частей окружающего мира (см. разд. 1.2).

Если в качестве объекта самоорганизации рассматривать биосистему, т.е. ее самоорганизация возможна при длительном переменном во времени и незначительном по величине воздействии на нее окружающей среды. При этом биосистема должна рассматриваться как система с распределенными параметрами, в которой происходит последовательное наслоение (накопление) различных измененных состояний отдельных частей, т.е. сложность системы – результат «сложного» воздействия на нее среды. Быстро изменяющаяся среда не может также быстро изменить все состояние биосистемы из-за ее величины и большого сопротивления разделительной зоны. Поэтому биосистема постоянно усложняется, т.е. развивается или, иначе говоря, «самоорганизуется».

Переходя к понятию энтропии, можно сказать, что при «самоорганизации» объекта происходит перекачка энтропии из него в окружающую среду. В объекте энтропия понижается, а в среде повышается. В целом во всей ЗС количество энтропии остается неизменным, т.е. равным нулю (исключая информационную составляющую).

Таким образом, для частного случая биосистемы можно сказать, что при быстро меняющейся среде (в границах жизнеспособности) биосистема будет «самоорганизовываться», т.е. развиваться. При постоянной среде энтропия биосистемы будет повышаться, и она будет «дезорганизовываться», т.е. деградировать, регрессировать. Все это, естественно, должно рассматриваться в соответствующих временных рамках.