Закономерности саморегуляции. 
Принципы универсального эволюционизма

Синергетика:

• — область научных исследований коллективного поведения частей сложных систем, связанных с неустойчивостями и касающихся процессов самоорганизаций.
• — является теорией самоорганизации в природных и социальных системах.
• — междисциплинарная универсальная теория самоорганизации процессов самой разной природы. Возникла на стыке физики, биологии и других наук.

Самоорганизация:

• — спонтанный переход от неупорядоченного состояния к упорядоченному за счет совместного, кооперативного действия многих подсистем.
• — необратимый процесс спонтанного возникновения порядка и организации из хаоса и беспорядка в открытых неравновесных системах.
• — при самоорганизации энтропия системы уменьшается за счет обмена энергией и веществом с окружающей средой.

Объектами исследования синергетики могут быть системы, которые удовлетворяют следующим необходимым условиям, т. е. системы должны быть:

• — открытыми
• — нелинейными
• — диссипативными
• — неравновесными

Нелинейные системы — это системы, для которых даже малые изменения в исходном состоянии приводят к быстронарастающему отклонению ее от исходного состояния. В этом проявляется неустойчивость системы.

Диссипативные системы — способные рассеивать (перераспределять) энергию. К диссипативным системам относится любой живой организм.

Неравновесные системы — системы в которых присутствуют неоднородность в пространстве того или иного макропараметра (например, наличие в системе перепадов температур, давления, концентрации химических веществ и др.) Признаками неравновесности системы является перетекание в ней потоков веществ, энергии и др.

Большинство реально существующих систем — это открытые неравновесные системы.

Процесс самоорганизации характеризуется переходом системы из одного состояния в принципиально новые более упорядоченные состояния. Для возникновения упорядочения в системах необходим приток энергии и ее диссипация в системе. За счет энергии поступившей извне возникает некая обобщенная движущая сила (например, перепад давления, перепад концентраций вещества и т. п.) Под действием этой силы система из равновесного или слаборавновесного состояния постепенно переходит к неравновесному состоянию, система становится нелинейной и возникшие флуктуации начинают играть все более заметную роль. В конце концов, наступает момент времени — точка бифуркации, когда система становится перед выбором одного из нескольких принципиально возможных состояний. Этот выбор возможных состояний носит непрогнозированный вероятностный характер.

После осуществления выбора, система становится более упорядоченной, по сравнению с исходной, а ее поведение прогнозируемой. Если движущая сила будет увеличиваться, то система может придти к новой точке бифуркации и т. д.

Точка бифуркации (точка ветвления) — критическое состояние системы, при котором она становится неустойчивой относительно флуктуаций и возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый более высокий уровень упорядоченности.

В масштабе Вселенной самоорганизация проявляется в эволюции космологических сильно неравновесных систем. Процессы самоорганизации имеют место и при формировании геологического облика Земли (геологическая эволюция).

Живой организм, биологический вид, популяция, экосистема и биосфера представляют собой открытые системы, далекие от равновесия, которые характеризуются определенной упорядоченностью.

К процессам самоорганизации относятся:

• — кооперативное поведение насекомых
• — эффекты самодостраивания (регенерация живых тканей)
• — интуиция в процессе мышления
• — вся жизнь на Земле, а также ее возникновение.

Примерами самоорганизации могут служить:

• — ячейки Бенара: возникновение упорядоченности в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов или правильных шестигранных структур в слое вязкой жидкости с вертикальным градиентом температуры, т. е. равномерно подогреваемых снизу.
• — реакция Белоусова-Жаботинского — класс химических реакций, протекающих в колебательном режиме, при котором некоторые параметры реакции (цвет, концентрация компонентов, температура и др.) изменяются периодически, образуя сложную пространственно-временную структуру реакционной среды.
• — лазер (переход лазера в режим генерации): при накачке энергии лазер работает как обычная лампа, причем микроскопические ячейки, подобно антеннам, излучают свет независимо друг от друга. При определенном значении энергии антенны начинают работать самостоятельно в одной фазе, что приводит к мощному излучению. Таким образом, происходит скачкообразный переход к новому качественному состоянию.
• — возникновение кристаллов в достаточно концентрированном растворе

Пороговый характер (внезапность) явлений самоорганизации:

К закономерностям самоорганизации в любой системе относится внезапность, быстрота формирования диссипативной структуры, т.к.развитие кризисной ситуации достигается быстрым переходом диссипативной системы на новый более высокий уровень упорядоченности.

При самоорганизации происходит ;

• — синхронизация частей системы
• — понижение энтропии системы
• — повышение энтропии окружающей систему среды

Универсальный эволюционизм, его причины (положения):

• — все существует в развитии
• -развитие есть чередование медленных количественных и быстрых качественных изменений (бифуркаций)
• — законы природы как принцип отбора допустимых состояний из всех мыслимых
• — фундаментальная и неустранимая роль случайности и неопределенности
• — непредсказуемость пути выхода из точки бифуркации: прошлое влияет на настоящее и будущее, но не предопределяет его
• — устойчивость и надежность природных систем, как результат их постоянного обновления
• — эволюция Вселенной и ее структур обусловлены ее собственными законами, действующими объективно и познаваемыми рационально
• — Вселенная существует и может существовать лишь в развитии

Приведем несколько положений, следующих из вышеизложенного :

• — общие закономерности самоорганизации изучают синергетика, неравновесная термодинамика
• — примерами самоорганизации систем могут служить:
  • а) возникновение кристаллов
  • б) генерация лазерного излучения
  • в) возникновение ячеек Бенара
  • г) колебательные реакции Белоусова-Жаботинского
  • д) популяции
  • е) планета Земля (геологическая эволюция)
• — в точке бифуркации:
  • а) система пребывает в критическом состоянии, переход из которого осуществляется скачком
  • б) неоднозначен выбор пути дальнейшего развития
• — поведение системы вблизи точки бифуркации:
  • а) по мере приближения к точке бифуркации флуктуации в системе нарастают
  • б) элементы возникающие в точке бифуркации упорядоченной структуры формируются из флуктуаций, случайно возникших до точки бифуркации
• — состояние, когда человек тяжело болен и имеются варианты развития: либо выздороветь либо умереть, либо болезнь примет хроническую форму — и есть точка бифуркации
• — в ходе самоорганизации системы:
  • а) в системе происходит превращения хаоса в порядок и энтропия системы уменьшается
  • б) в окружающей среде системы увеличивается беспорядок и ее энтропия возрастает