Manualul conceptului de știință naturală modernă - Capitolul 6

6.4. auto-organizare în sisteme deschise

Descoperirea autoorganizării în cele mai simple sisteme de natură anorganică, în special în fizică și chimie, are o importanță uriașă științifică și filosofică la nivel mondial. Arată că astfel de procese pot să apară în fundația "construirii materiei" în sine și, prin urmare, aruncă o nouă lumină asupra relației dintre natura vie și cea care nu este viața. Din acest punct de vedere, apariția vieții pe Pământ nu pare a fi un fenomen atât de rar și accidental, așa cum au spus mai mulți cercetători. Din poziția de auto-organizare, devine și clar că întreaga lume și universul care ne înconjoară sunt un set de procese diverse de auto-organizare care servesc drept bază pentru orice evoluție.







Cum, deci, explică știința modernă și, în special, sinergia procesului de autoorganizare a sistemelor?

1. Pentru aceasta, sistemul trebuie să fie deschis, deoarece un sistem izolat închis în conformitate cu a doua lege a termodinamicii trebuie să ajungă în cele din urmă într-o stare; caracterizat de tulburare maximă sau dezorganizare.

2. Sistemul deschis ar trebui să fie suficient de departe de punctul de echilibru termodinamic. Dacă sistemul este în punctul de echilibru, atunci el are entropia maximă și, prin urmare, este incapabil de orice organizație: în această poziție, se obține maximum de auto-organizare. Dacă sistemul este situat în apropierea sau în apropierea punctului de echilibru, atunci eventual se va apropia de el și va ajunge în cele din urmă într-o stare de dezorganizare totală.

3. În cazul în care comanda de principiu pentru sistemele izolate este evoluția spre creșterea entropiei sau spori tulburarea lor (principiul lui Boltzmann), principiul fundamental al auto-organizare este opus, creșterea și câștigul de ordinul prin fluctuații. Astfel de fluctuații sau deviații aleatorii ale sistemului de la o anumită poziție de mijloc sunt suprimate și eliminate de sistem chiar de la început. Cu toate acestea, în sisteme deschise datorită creșterii non-echilibru în timp, aceste abateri crește și în cele din urmă duce la o „slăbire“ a ordinii vechi și apariția unei noi ordini.

Acest proces este, de obicei, caracterizat ca fiind principiul formării ordinii prin fluctuații. Deoarece fluctuațiile sunt aleatoare în natură (și anume, apariția unei noi ordini și structura începe cu ei), atunci devine clar că apariția noului este întotdeauna asociat cu influența factorilor accidentali din lume. Această concluzie își găsește confirmare concretă conjectura ingenioasă filozofi antici Epicur (341-270 î. E.) și Lucretius (99-45 î. E.), ipoteze care necesită șansa de a explica apariția unei noi de dezvoltare în lume.







4. Spre deosebire de principiul feedback-ul negativ, în baza căreia gestionarea și conservarea sistemelor de echilibru dinamic, apariția de auto-organizare se bazează pe diametral opuse feedback-ul pozitiv principiu. Funcționarea diferitelor autorități de reglementare și automate tehnice se bazează pe principiul conexiunii negative, adică primirea de semnale de feedback de la organele executive privind poziția sistemului și corecția ulterioară a acestei poziții de către dispozitivele de comandă. Pentru înțelegerea autoorganizarea trebuie să facă referire la principiul feedback pozitiv, potrivit căruia schimbările care au loc în sistem nu sunt eliminate, ci colectate și amplificate, ceea ce duce în final la apariția unei noi ordini și structura.

5. Procesele de autoorganizare, precum și tranzițiile de la o structură la alta, sunt însoțite de o rupere a simetriei. Am văzut deja că în descrierea proceselor ireversibile a fost necesară abandonarea simetriei timpului, caracteristic proceselor reversibile în mecanică. Procesele de auto-organizare asociate schimbărilor ireversibile conduc la distrugerea structurilor vechi și la apariția unor noi structuri.

6. Autoorganizarea poate începe numai în sisteme care au un număr suficient de elemente interacționante și, prin urmare, au unele dimensiuni critice. Altfel, efectele interacțiunii sinergice vor fi insuficiente pentru apariția comportamentului (colectiv) cooperativ al elementelor sistemului și, prin urmare, a apariției autoorganizării.

Am enumerat condițiile necesare, însă foarte inadecvate, pentru apariția autoorganizării în diferite sisteme ale naturii. Chiar și în sistemele chimice de auto-organizare studiate de Belousov și Zhabotinsky, noi factori, cum ar fi procesele de cataliză, care accelerează reacțiile chimice, intră în "joc". Prin urmare, putem concluziona că, cu cât urcăm mai sus scara evolutivă a dezvoltării sistemelor, cu atât mai complexe și mai numeroase sunt factorii care joacă un rol în auto-organizare.

Concepte și termeni de bază

Prigogine I. Stengers I. Comandă din haos. M. Progress, 1986, p. 153-200.

Feynman R. Natura legilor fizice. M. Mir, 1968.

Ce procese se numesc reversibile?

Când a intrat conceptul de timp în fizică și cum a fost interpretat în termodinamica clasică?

Ce exprimă prima lege a termodinamicii?

Oferiți o formulă simplă a celei de-a doua legi a termodinamicii.

Cum putem formula aceeași lege cu ajutorul conceptului de entropie?

Ce caracterizează entropia?

Ce sisteme sunt numite închise sau izolate?

În ce măsură corespunde conceptul de sistem închis de realitate? Cum se desfășoară evoluția în sisteme închise?

Ce se numește un punct de echilibru termodinamic?

Universul poate ajunge într-o stare de "moarte termică"?

Cine a prezentat mai întâi ideea de "moarte termică" a universului și care este inconsistența sa în concepțiile moderne?

Ce sisteme sunt numite deschise?

Cum funcționează auto-organizarea în sisteme deschise?

Ce condiții sunt necesare pentru ca autoorganizarea să înceapă în cele mai simple sisteme de natură anorganică?







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: