double arrow

Системность и самоорганизация материи


Под системностью бытия понимается тот факт, что все существующее не является хаотичным скоплением отдельных, никак не связанных друг с другом предметов, явлений, процессов. Мир представляет собой сложную систему, со стоящую из многих подсистем и элементов, находящихся в многочисленных структурных связях.

Система - это ограниченное множество элементов, находящихся в устойчивых взаимосвязях. Элемент -объект, который при определенном подходе к системе рассматривается как далее неразложимая ее часть (хотя при другом подходе он может рассматриваться как система). Так, планета Земля может рассматриваться и как элемент Солнечной системы, и как система, состоящая из элементов. Сложные системы включают в свой состав ее части - подсистемы. Например, культура как сложная система состоит из трех подсистем: материальной, социальной и духовной культуры. Совокупность связей, обеспечивающая упорядоченность элементов системы, ее самоорганиза­цию, относительную устойчивость, называется структурой. Эти категории широко применяются в современной науке, осо­бенно при анализе сложных систем.

Наиболее крупной системой является вся известная современ­ной науке Вселенная (мегамир, космос). Это развивающаяся система, состоящая из множества подсистем и элементов. Она может быть представлена следующей схемой:

Вселенная

Система галактик

Наша Галактика

Солнечная система, звезды

Земля, планеты

Живая и неживая природа на Земле

Молекулы
Атомы

Ядра атомов

Элементарные частицы

В этой гигантской системе можно выделить три крупные подсистемы:

-микромир — элементарные частицы, ядра атомов, атомы, молекулы;

-макромир — живая и неживая природа на Земле;

-мегамир — Земля, планеты, Солнечная система, звезды, наша Галактика, система галактик, Вселенная.

Каждая из этих подсистем представляет собой относительно самостоятельную систему.

Микромир (греч.— малый) — система, состоящая из предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых объектов. Молекулы включают в свою структуру атомы, причем их структурная организация образует новые, интегративные свойства молекулы. Так, молекула воды имеет свойства, отсутствующие у ее элементов — водорода и кислорода. В структуру атома включены ядро и электроны, которые, как и другие элементарные частицы, представляют собой сложные образования, хотя их организация остается пока неясной.

Макромир (греч. — большой, длинный) — система, включающая две крупные подсистемы: неживую и живую природу, каждая из которых также имеет сложную организацию. Это относительно крупные структурно организованные жидкие, твердые и газообразные тела неживой природы. Сложную подсистему представляет собой живая природа нашей планеты. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки образуют живые клетки и одноклеточные организмы. Формируются более сложные образования: многоклеточные организмы — растения и животные, надорганизменные структуры: популяции и биоценозы. Как особо сложные системы могут рассматриваться биосфера Земли, человек, человеческое общество.

Мегамир (греч. — большой) — это космос, Вселенная, где расстояния измеряются световыми годами, а время миллионами и миллиардами лет. Сложную структуру имеют планеты, в том числе Земля с ее ядром, литосферой, гидросферой, атмосферой, биосферой. Звезды и планеты образуют планетные системы, скопления которых вместе с планетами, межзвездной пылью и другими космическими телами образуют галактики, входящие в систему галактик; система галактик составляет Метага­лактику. Современная наука исходит из предположения, что за ее пределами возможны другие метагалактики, образующие Большую Вселенную.

Таким образом, и микро-, и макро-, и мегамир представляют собой сложные, структурно организованные подсистемы. И хотя каждая из них имеет свои особенности, они находятся во взаи­мосвязи и взаимодействии, образуя единую гигантскую систему, в основе которой лежат элементы микромира. Все существующее — живая и неживая природа Земли, космические тела — состоят из элементарных частиц, атомов и молекул.

Самоорганизация. Свойством Вселенной и всех ее элементов является не только системность, но и самоорганизация, направленность материи и усложнение ее структур. Однако к этой наука пришла не сразу. В XIX в. под влиянием учения Ч. Дарвина в науке утвердилась идея эволюции растительного и животного мира.

Дальнейшее развитие науки привело к представлению о нарастающем усложнении организации материальных объектов, об эволюции не только органической, но и неорганической природы. Стационарная модель Вселенной была заменена на развивающуюся. Сформировалась концепция глобального эволюционизма.

В последние десятилетия XX в. на основе открытий в области математики, кибернетики, химии, биофизики и некоторых других наук сложилось новое направление междисциплинарных научных исследований — синергетика (греч. — согласно действующий, совместный). Ее идеи выдвинуты и получили ­развитие в трудах ученых бельгийской школы во главе с Пригожиным, школы, возглавляемой Г. Хакеном (ФРГ), а также в работах российских ученых А. Самарского, С. Курдюмова, Н. Моисеева и др.

Синергетика исследует общие закономерности процессов самоорганизации открытых нелинейных систем. Система является открытой, если она находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой, обменивается с ней веществом, энергией, ин формацией. В любой открытой системе живой и неживой природы — физических взаимодействиях, химических реакциях, живой клетке, организме, обществе происходят аналогичные процессы самоорганизации, т.е. организации, обусловленной внутренними причинами. В результате взаимодействия с внешней средой устойчивая система при определенных условиях переходит в динамический режим, соответствующий неравновесному со стоянию; система становится неустойчивой, подверженной случайным отклонениям от неравновесного состояния — флуктуациям (колебаниям). Нарастание флуктуации расшатывает структуру, ведет к ее изменениям и, следовательно, к изменениям всей системы в целом.

Таким образом, новая устойчивая (равновесная) система образуется из неустойчивости, неравновесности в результате действия случайностей, флуктуации. Неустойчивость порождает устойчивость, из хаоса возникает порядок. Система самоорганизуется.

Синергетика дополняет и уточняет ряд положений диалектики, по-новому трактует такие понятия, как саморазвитие, порядок и беспорядок, устойчивость и неустойчивость. Развитие понимается не как однолинейный, однонаправленный процесс, связанный с необходимостью, а как процесс, содержащий в себе возможность «выбора» одного из многих путей, «выбора», определяющегося случайностью.

Рассматривая структуры, процессы самоорганизации, этапы развития, роль случайности, общие для любых открытых систем, синергетика создает условия для формирования универсальной концепции глобальной эволюции, а также эволюции Вселенной, сводит воедино результаты исследований многих наук, фор­мует общую парадигму исследований, подводит естественно- базу для философских обобщений, принципов самодвижения и саморазвития материи, расширяя и углубляя диалектн­ую концепцию развития, динамическую картину мира.

Значение открытых синергетикой закономерностей состоит, в частности, в том, что управление сложными самоорганизующимися системами оказывается эффективным, если оно согласуется внутренними процессами самоорганизации. Даже слабо согласованное (так называемое резонансное) воздействие эффективнее сильного, но несогласованного воздействия на систему, которое нередко приводит к нежелательным последствиям. Так, воздействие человека на природу, господство над ней привело, как известно, к процессам, ставящим под угрозу само существование человечества. Подход с позиций синергетики означает, что природу надо не покорять, а жить в согласии с ней, учиться резонансному воздействию на происходящие в природе процессы. Подобным же образом следует воздействовать и на социальные процессы; воздействия на экономику, социальные отношения, политику, культуру должны согласовываться с процессами самоорганизации этих систем и общества в целом.


Сейчас читают про: