Įvadas

1. Saviorganizacijos teorija

Išvada

Bibliografija

Įvadas

Saviorganizacija – tai kryptingas procesas, kurio metu kuriama, atkuriama ar tobulinama sudėtingos dinaminės sistemos organizacija. Saviorganizacijos savybes atskleidžia įvairios prigimties objektai: ląstelės, organizmai, biologinės populiacijos, biogeocenozė, žmonių kolektyvas.

Pagrindinis savarankiškų sistemų kūrimo kriterijus yra laisvos energijos, kurią galima išleisti naudingam darbui atlikti, pasiūlos padidėjimas. Tuo pačiu metu visiškai nesvarbus pačios sistemos pobūdis – ar tai būtų primityvus šilumos variklis, ar didžiulės šalies ekonomika – jei sistema nėra pusiausvyra ir keičiasi medžiaga bei energija su aplinka, visi bendriausi modeliai. plėtra jai tinka. Pavyzdžiui, įprastais marksistinės politinės ekonomijos terminais šis vystymosi kriterijus suformuluotas kaip perteklinės vertės arba papildomo produkto dėsnis - tai tik įvardijimo dalykas, tačiau savo prasme šios sąvokos yra izomorfinės. Ir jei ateityje kokios nors grynai ekonominės kategorijos, interpretuojamos energetiniu-medžiaginiu požiūriu, atrodys dviprasmiškos ar net prieštaringos, verta pagalvoti, ar ekonomikos mokslas toks universalus, gal dar neatrasta nemažai esminių dėsnių. tai?

Darbo tikslas – apžvelgti saviorganizacijos procesus.

Darbo tikslai – nustatyti saviorganizacijos teoriją; apibūdinti nepusiausvyros procesus ir atviras sistemas; tirti išsisklaidančių struktūrų saviorganizaciją.

Žinomas G. Beckeris neseniai gavo Nobelio premiją už socialinių reiškinių ekonominės motyvacijos teoriją, tačiau tokios pat motyvacijos tiesiog išplaukia iš mažiausiai šimtą metų fizikoje žinomo mažiausiai veiksmų principo.

Grįžtant prie bendrųjų laipsniško vystymosi energetinių-medžiagų dėsnių, pastebime, kad konjuguotoje sistemoje laisvos energijos padidėjimas galimas tiek dėl išorinių veiksnių – plataus vystymosi kelio, tiek dėl vidinių – intensyvaus. Realiomis sąlygomis, kai konjugato srauto galia yra baigtinė, ekstensyvi plėtra visada turi ribą, po kurios, norėdama tęsti plėtrą, sistema turi pereiti į intensyvų kelią, susijusį su gaunamos energijos panaudojimo efektyvumo padidėjimu. , padidina savo efektyvumą, o tai reikš energijos koncentraciją tūrio vienete. Jei ilgam vystymosi keliui geras antropogeninis analogas didina raumenų jėgą, tai intensyviam keliui toks kasdienis pavyzdys bus labai orientacinis. Mes dedame maždaug vienodas raumenų pastangas šukuodami ir skusdamiesi, tačiau pastaruoju atveju ta pati energija sutelkiama į mikronų paviršių ir sukuria šimtų atmosferų slėgį, kuris prilygsta geriausiems pramoniniams presams ir daugeliui. kartų viršija fizines žmogaus galimybes. Koncentruota energija atlieka daugiau darbo nei nekoncentruota – tokia yra intensyvaus vystymosi etapo, kuriame šiandien atsiduria žmonija, esmė.

Tačiau intensyvus vystymosi kelias negali būti begalinis – efektyvumui artimai vienybei jis baigiasi – sistemai toliau vystytis tiesiog nėra kur. Šioje būsenoje yra mažai pasirinkimo – arba degraduoti, išnaudojus visą išteklių atsargą, arba uždaryti energijos ir medžiagų ciklus ir funkcionuoti pusiausvyroje. Dėl tokios natūralios atrankos išsaugomos tik tos sistemos, kurios veikia uždarų ciklų principais – toks vystymasis vadinamas ekologiniu. Pažymėtina, kad ištyrus visus iš esmės galimus medžiagų ir energijos mainų būdus abstrakčioje savaime besiorganizuojančioje sistemoje, atsirado struktūra, kuri iki smulkmenų sutampa su ekologijoje empiriškai nustatyta ekosistemų struktūra. Tai papildomas patvirtinimas, kad reikia perorientuoti technosferą į biologinius funkcionavimo principus, būdingus ekologiniam vystymosi tipui.

Išvados akivaizdžios. Pirmasis yra bet kokios besivystančios materialinės sistemos perėjimo iš plataus vystymosi kelio į intensyvų, o paskui į ekologinį, neišvengiamumas. Šiandien, pagal visus požymius, esame perėjimo prie intensyvaus modelio stadijoje ir, nepaisant visų kalbų apie postindustrinę erą, praeis daug laiko, kol žmonija uždarys ciklus. Antroji išvada kvepia mirtina – energetiniu ir materialiniu požiūriu bet koks vystymasis yra ribotas. Net jei pavyks išspręsti termobranduolinės sintezės problemą, aplinkos asimiliacinis gebėjimas vis tiek neleis žmonijai vystytis neribotą laiką ir jos vystymosi karūna ir toliau bus uždari energetiniai-medžiagų ciklai.

Ar tai reiškia istorijos pabaigą? Tikrai ne, ir čia tiktų tokia evoliucinė analogija. Biosferos formavimosi metu visa saulės energija iš pradžių buvo naudojama biomasei didinti. Kai ciklai užsidarė ir planetos biomasė stabilizavosi, buvo galima kalbėti apie tai, kad visa gaunama energija beveik visiškai virsta informacija – biotos įvairove, jos egzistavimo būdais, pirminiais įgūdžiais, o vėliau – tiesiogiai. į žmogaus žinias. Tai yra, ekologinio vystymosi kelio esmė yra netiesioginis energijos pavertimas informacija ir žiniomis. Pažanga ir tobulėjimas tikrai bus, bet iš esmės kitoje – intelektualinėje – srityje. Perėjimas į šį vystymosi etapą yra pažymėtas didelio masto pasauline krize, griaunančia esamą materialinių vertybių sistemą ir pagrindine vertybe nustatančia žmogaus vidinį pasaulį, jo individualų ir kolektyvinį protą. Pagalbinį vaidmenį atliks viskas, kas šiuolaikiniams žmonėms taip rūpi, pavyzdžiui, elektra kompiuteriui išryškės informacija, žinios, prasmė.

2. Nepusiausvyros procesai ir atviros sistemos

Kristalai yra tvarkingos pusiausvyros struktūros. Gamtoje yra ir kitų tvarkingų struktūrų, atsirandančių išsklaidymo sistemose. Disipacinė sistema yra didelių nepusiausvyrinių termodinaminių sistemų posistemis.

Cirkuliacijos srautai Žemės atmosferoje ir vandenynuose – veikiami saulės spinduliuotės – savaiminis organizavimas Žemėje.

2. Benardo ląstelės – saviorganizacija fizikiniuose reiškiniuose

3. Belousovo-Žabotinskio cheminė reakcija – saviorganizacija chemijoje

Veikiant BrO3-, H+, tirpale vyksta šios reakcijos:

Ce3+-> Ce4+ - oksidacija, tirpalo spalva mėlyna.

Ce4+ -> Ce3+ - redukcija, tirpalo spalva raudona. Taigi vyksta savaiminis virpesių procesas, kai keičiasi keturiavalenčio cerio koncentracija kartu keičiant spalvą

Tirpalo paviršiuje atsiranda paviršinės bangos (cheminės spiralinės bangos).

4. Plėšrūnų ir jų grobio populiacijų dinamika – saviorganizacija biologijoje.

Nepusiausvyros procesai su tvarkingų struktūrų atsiradimu sistemose – dissipacinės struktūros. Saviorganizacija nėra susijusi su specialia medžiagų klase, tačiau ji egzistuoja tik specialiose sistemose, kurios atitinka sąlygas:

a) atviros sistemos, t.y. atviras energijos (materijos) antplūdžiui iš išorės;

b) makroskopinės sistemos, t.y. sistemos aprašomos netiesinėmis lygtimis.

Pažymėtina ir tai, kad išsisklaidančios struktūros yra stabilūs dariniai, o jų stabilumą lemia išorinio energijos šaltinio stabilumas.

3. Dissipacinių struktūrų saviorganizacija

Savaime besiorganizuojantys procesai yra procesai, kurių metu susidaro sudėtingesnės ir pažangesnės struktūros. Šis apibrėžimas leidžia išskirti saviorganizaciją kaip vieną iš galimų evoliucijos kelių ir priskirti šį procesą sąlygoms, toli nuo termodinaminės pusiausvyros. Evoliucija taip pat gali sukelti degradaciją. Taigi uždarose sistemose, kai proceso varomoji jėga yra sistemos noras sumažinti laisvąją energiją, pasiekta pusiausvyros būsena yra chaotiškiausia aplinkos būsena. Jei sistemos evoliucija kontroliuojama minimaliu entropijos susidarymu (nepusiausvyros sąlygomis), įvyksta dinaminių struktūrų, vadinamų išsklaidymo, savaiminis organizavimas. Dissipacinės struktūros apima erdvines, laiko ar erdvėlaikines struktūras, kurios gali atsirasti toli nuo pusiausvyros netiesinėje srityje, jei sistemos parametrai viršija kritines vertes. Disipacinės struktūros gali pereiti į termodinaminės pusiausvyros būseną tik per šuolį (dėl nepusiausvyros fazės perėjimo). Pagrindinės jų savybės yra šios:

jie susidaro atvirose sistemose, toli nuo termodinaminės pusiausvyros, dėl svyravimų iki makroskopinio lygio;

jų saviorganizacija vyksta dėl entropijos eksporto;

erdvinės ar laiko tvarkos atsiradimas panašus į fazinį perėjimą;

perėjimas į sutvarkytą išsisklaidančios sistemos būseną įvyksta dėl ankstesnės netvarkingos būsenos nestabilumo esant kritinei tam tikro parametro vertei, atitinkančiam bifurkacijos tašką;

Bifurkacijos taške neįmanoma numatyti, kuria kryptimi vystysis sistema, ar valstybė taps chaotiška, ar pereis į naują, aukštesnį tvarkos lygmenį.

Taigi, išsisklaidančios struktūros yra labai tvarkingos savaime besiorganizuojančios dariniai sistemose, kurios yra toli nuo pusiausvyros, turi tam tikrą formą ir būdingus erdvėlaikinius matmenis ir yra stabilios, palyginti su nedideliais trikdžiais. Svarbiausios išsklaidymo struktūrų charakteristikos yra gyvavimo laikas, lokalizacijos regionas ir fraktalinis matmuo. Dissipacinės struktūros skiriasi nuo pusiausvyros tuo, kad joms egzistuoti reikia nuolatinio energijos antplūdžio iš išorės, nes pagal apibrėžimą jų saviorganizacija yra susijusi su energijos ir materijos mainais su aplinka.

Disipacinė sistema suprantama kaip sistema, kurios visuminė mechaninė energija judėjimo metu mažėja, virsta kitomis formomis, pavyzdžiui, šiluma. Atitinkamai, energijos išsklaidymas yra dalies sutvarkyto proceso energijos perėjimas į netvarkingo proceso energiją ir galiausiai į šilumą.

Perėjimo procesas „tvarumas-nestabilumas-tvarumas“ yra toks. Iš pradžių stabili disipacinė struktūra, pasiekusi nestabilumo slenkstį sistemos evoliucijos metu, pradeda svyruoti, o joje kylantys svyravimai veda prie naujos, stabilesnės disipacinės struktūros savaiminio organizavimo tam tikrame hierarchiniame lygmenyje.

Vienas iš tipiškų išsisklaidančių struktūrų savaiminio organizavimo pavyzdžių yra laminarinio skysčio srauto perėjimas į turbulentinį. Dar visai neseniai tai buvo tapatinama su perėjimu į chaosą.

Taigi hidrodinaminis nestabilumas pereinant nuo laminarinio srauto prie turbulentinio srauto yra susijęs su dinaminių išsklaidymo struktūrų susidarymu sūkurių pavidalu.

Kelios mokslo disciplinos kuria saviorganizacijos teoriją:

1. Nepusiausvyrinių (atvirų) sistemų termodinamika.

2. Sinergetika.

Tvarkingų struktūrų susidarymas, atsirandantis ne dėl išorinių jėgų (veiksnių) veikimo, o dėl vidinio sistemos persitvarkymo, vadinamas saviorganizacija. Saviorganizacija yra pagrindinė sąvoka, nurodanti vystymąsi kryptimi nuo mažiau sudėtingų objektų iki sudėtingesnių ir tvarkingesnių materijos organizavimo formų.

Kiekvienu konkrečiu atveju saviorganizacija pasireiškia skirtingai, tai priklauso nuo tiriamos sistemos sudėtingumo ir pobūdžio.

Savęs organizavimo procesai vyksta aplinkoje kartu su kitais procesais, ypač priešingos krypties, ir tam tikrais sistemos egzistavimo etapais gali vyrauti prieš pastarąjį (progresas), ir jiems pasiduoti (regresija). Tokiu atveju visa sistema gali turėti stabilią tendenciją arba svyruoti link evoliucijos arba degradacijos ir irimo.

Saviorganizacija gali būti pagrįsta struktūros, kuri anksčiau susidarė kaip organizacijos proceso rezultatas, transformacijos ar suirimo procesu.

1. Dubnischeva T.Ya. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. Novosibirskas: LLC leidykla UKEA, 2004 m.

2. Dubnischeva T.Ya., Pigarev A.Yu. Šiuolaikinis gamtos mokslas. Novosibirskas: LLC leidykla UKEA, 2006 m.

3. Moisejevas N. Ekologija M.: Jaunoji gvardija, 1988 m.

4. Rubinas A.B. Biologinių procesų termodinamika. M.: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1984 m.

5. Jablokovas A.V. Dabartinės evoliucijos teorijos problemos. M.: Nauka, 1966 m.

Dubnischeva T.Ya., Pigarev A.Yu. Šiuolaikinis gamtos mokslas. Novosibirskas: LLC leidykla UKEA, 2006. P. 122.

Moisejevas N. Ekologija M.: Jaunoji gvardija, 1988. P. 141.

Yablokovas A.V. Dabartinės evoliucijos teorijos problemos. M.: Nauka, 1966. 104-105 p.

Dubnischeva T.Ya. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. Novosibirskas: LLC leidykla UKEA, 2004 m

Rubinas A.B. Biologinių procesų termodinamika. M.: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1984. P. 180.

Yra trys saviorganizacijos procesų tipai:

1) organizacijos spontaniškos kartos procesai, t.y. iš tam tikro lygio vientisų objektų rinkinio atsiradimas naujos vientisos sistemos su savo specifiniais dėsniais (pavyzdžiui, daugialąsčių organizmų genezė iš vienaląsčių);

2) procesai, per kuriuos sistema išlaiko tam tikrą organizuotumo lygį, kai pasikeičia išorinės ir vidinės jos funkcionavimo sąlygos (čia daugiausia tiriami homeostatiniai mechanizmai, ypač neigiamo grįžtamojo ryšio principu veikiantys mechanizmai);

3) procesai, susiję su sistemų, galinčių kaupti ir panaudoti ankstesnę patirtį, tobulėjimu ir savikūra.

Kibernetikoje pirmą kartą buvo pradėtas specialus savęs organizavimo problemų tyrimas. Terminą „savaime besiorganizuojanti sistema“ įvedė anglų kibernetikas W.R. Ashby 1947 m. Plačiai paplitęs saviorganizacijos tyrimas prasidėjo šeštojo dešimtmečio pabaigoje. XX amžiuje siekiant rasti naujus techninių prietaisų, galinčių imituoti įvairius žmogaus intelektinės veiklos aspektus, konstravimo principus. Saviorganizacijos problemų tyrimas tapo vienu iš pagrindinių kibernetikos, informacijos teorijos, sistemų teorijos, biologinio ir sistemų pažinimo idėjų ir metodų skverbimosi būdų.

70-aisiais XX amžiuje Pradėjo aktyviai vystytis sudėtingų savarankiškai besitvarkančių sistemų teorija. Netiesinio (aukštesnės nei antrosios eilės) matematinio sudėtingų atvirų sistemų modeliavimo tyrimų rezultatai lėmė naujos galingos šiuolaikinės gamtos mokslo krypties – sinergetikos – gimimą. Kaip ir kibernetika, sinergetika yra tam tikras tarpdisciplininis požiūris. Skirtingai nuo kibernetikos, kur akcentuojami valdymo ir keitimosi informacija procesai, sinergetika orientuota į organizacijos kūrimo principų, jos atsiradimo, vystymosi ir savaiminio komplikacijos tyrimą.

Netiesinių savaime besitvarkančių sistemų pasaulis yra daug turtingesnis nei uždarų, tiesinių sistemų pasaulis. Tuo pačiu metu „netiesinį pasaulį“ sunkiau modeliuoti. Paprastai, norint apytiksliai išspręsti daugumą netiesinių lygčių, reikia derinti šiuolaikinius analizės metodus su skaičiavimo eksperimentais. Sinergetika atveria tiksliems, kiekybiniams, matematiniams tyrimams tokius pasaulio aspektus kaip jo nestabilumas, kitimo ir vystymosi būdų įvairovė, atskleidžia sudėtingų struktūrų egzistavimo ir darnaus vystymosi sąlygas, leidžia imituoti katastrofiškas situacijas ir kt.

Sinergetikos metodai buvo naudojami modeliuojant daugybę sudėtingų savaime besitvarkančių sistemų: nuo morfogenezės biologijoje ir kai kurių smegenų veiklos aspektų iki lėktuvo sparno plazdėjimo, nuo molekulinės fizikos ir savaime svyruojančių prietaisų iki visuomenės nuomonės formavimo ir demografinių procesų. Pagrindinis sinergetikos klausimas – ar egzistuoja bendrieji šablonai, valdantys savaime besitvarkančių sistemų atsiradimą, jų struktūras ir funkcijas. Tokie modeliai egzistuoja. Tai atvirumas, netiesiškumas, išsisklaidymas.

Gyvenimas sukuria tvarką.
Tvarka bejėgė kurti gyvybę
A. de Saint-Exupéry

Kokias būdingas savybes turi sistemos, galinčios savarankiškai organizuotis? Koks yra saviorganizacijos mechanizmas?

Pamoka-paskaita

Iš jau aptartų pavyzdžių matyti, kad ne tik „gyvenimas kuria tvarką“, savitvarkos dėsniai pasirodo įprasti ir gyvajai, ir negyvajai gamtai. Tačiau kaip iš bestruktūrės substancijos savaime susiformuoja laikinos ir erdvinės sutvarkytos struktūros? Norint tai suprasti, būtina išsiaiškinti, kas yra bendra visose sistemose, galinčiose savarankiškai organizuotis.

Moricas Escheris. Riba – ratas SAVIORGANIZUOTI GALIMŲ SISTEMŲ SAVYBĖS. 1. Pirmiausia reikia atsakyti į klausimą, ar tvarkos atsiradimas iš chaoso neprieštarauja didėjančios entropijos dėsniui, pagal kurį entropija – netvarkos matas – nuolat didėja. Atkreipkite dėmesį, kad šis įstatymas yra suformuluotas uždaroms sistemoms, tai yra sistemoms, kurios niekaip nesąveikauja su aplinka. Visi ankstesni pavyzdžiai nurodo atviros sistemos, ty sistemoms, kurios keičiasi energija ir medžiaga su aplinka. Aišku, kad galime išskirti uždarą sistemą, kurioje vyksta saviorganizacija. Pavyzdžiui, įsivaizduokite erdvėlaivį, izoliuotą nuo žvaigždžių spinduliavimo, kuriame auga augalai. Akivaizdu, kad bet kurioje tokioje uždaroje sistemoje galima nustatyti posistemį, kurioje vyksta saviorganizacija ir kurios entropija mažėja, o visos uždaros sistemos entropija didėja visiškai laikantis antrojo termodinamikos dėsnio. 2. Antrasis išskirtinis sistemų, galinčių savarankiškai organizuotis, bruožas yra nepusiausvyra, nestabili būsena, kurioje jos yra. Sistemose vyksta saviorganizacijos procesai. Jei saviorganizacija vyksta uždaroje sistemoje, tai visada galima nustatyti atvirą posistemį, kurioje vyksta saviorganizacija, o tuo pat metu uždaroje sistemoje netvarka didėja. Taigi išorinis poveikis – indo kaitinimas – lemia temperatūrų skirtumą atskirose makroskopinėse skysčio srityse, atsiranda vadinamosios Benardo ląstelės (žr. 79 pav.). Saviorganizacija vyksta sistemose, kurių būsena tam tikru momentu labai skiriasi nuo statistinės pusiausvyros. Sistemos, kuri yra toli nuo pusiausvyros, būsena yra nestabili, priešingai nei pusiausvyrai artimos sistemos būsena, ir kaip tik dėl šio nestabilumo atsiranda procesai, lemiantys struktūrų atsiradimą. 3. Kitas sistemų, galinčių savarankiškai organizuotis, bruožas yra daug dalelių, sudarančių sistemą. Esmė ta, kad tai įmanoma tik sistemose, kuriose yra daug dalelių svyravimai- nedideli atsitiktiniai trikdžiai, nehomogeniškumas. Būtent svyravimai prisideda prie sistemos perėjimo iš nestabilios būsenos į labiau tvarkingą stabilią būseną. Saviorganizacija įmanoma tik sistemose, kuriose yra daug dalelių, kurios sudaro sistemą. Stebėti svyravimus gana sunku; kaip taisyklė, jie nepasireiškia makroskopiniame pasaulyje, kuriame veikia mūsų pojūčiai. Galima pateikti triukšmo atsiradimo garsiakalbyje pavyzdį, kai nėra perdavimo. Šie triukšmai atsiranda dėl chaotiško elektronų judėjimo radijo įrenginio elementuose. Chaotiškas elektronų judėjimas sukelia elektros srovės svyravimus, kuriuos išgirstame sustiprinus ir pavertus garsu. 4. Saviorganizacijos procesai aprašomi gana sudėtingomis matematinėmis lygtimis. Tokių lygčių ir atitinkamai jų aprašomų sistemų bruožas yra netiesiškumas. Ši savybė visų pirma lemia tai, kad nedideli sistemos pokyčiai tam tikru momentu gali turėti didelės įtakos tolesnei sistemos raidai laikui bėgant. Kaip tik dėl šios savybės saviorganizacijos procesus didžiąja dalimi lemia atsitiktiniai veiksniai ir jų negalima vienareikšmiškai numatyti. Sistemų, galinčių savarankiškai organizuotis, raida aprašoma netiesinėmis lygtimis. KAIP VYKSTA SAVIORGANIZAVIMAS. Kaip vyksta saviorganizacijos procesai? Griežtam aprašymui, kaip jau minėta, reikia naudoti sudėtingą matematinį aparatą. Tačiau kokybiniu lygmeniu šiuos procesus galima paaiškinti gana paprastai. Paprasčiausias eksperimentas gali būti atliktas turint stiprintuvą (pavyzdžiui, magnetofoną) ir prijungus mikrofoną prie garsiakalbio. Tokiu atveju ūžesys arba švilpimas gali atsirasti dėl savaiminio elektrinio signalo generavimo, t.y., savaiminio elektromagnetinių virpesių atsiradimo. Šis pavyzdys iliustruoja saviorganizacijos procesą laikinų struktūrų formavimu. Tačiau erdvinių struktūrų formavimasis aiškinamas panašiai. Panagrinėkime paprasčiausią Benardo ląstelių formavimo pavyzdį. Kai skystis kaitinamas, tarp apatinio ir viršutinio skysčio sluoksnių susidaro temperatūros skirtumas. Kaitinamas skystis plečiasi, jo tankis mažėja, o įkaitintos molekulės veržiasi aukštyn. Atsiranda chaotiški srautai – skysčių judėjimo svyravimai. Kol temperatūros skirtumas tarp apatinio ir viršutinio skysčio lygio yra mažas, skystis yra stabilios būsenos, o šie svyravimai nesukelia makroskopinio skysčio struktūros pokyčio. Pasiekus tam tikrą slenkstį (tam tikrą temperatūrų skirtumą tarp viršutinio ir apatinio sluoksnių), skysčio bestruktūrė būsena tampa nestabili, didėja svyravimai ir skystyje susidaro cilindrinės ląstelės. Centrinėje cilindro srityje skystis kyla aukštyn, o šalia vertikalių paviršių krenta (81 pav.). Paviršiniame sluoksnyje skystis pasklinda iš centro į kraštus, apatiniame sluoksnyje – nuo ​​cilindrų ribų iki centro. Dėl to skystyje susidaro tvarkingos konvekcinės srovės.

Ryžiai. 81. Konvekcinės srovės Benardo ląstelėse (ląstelės žymimos punktyrine linija, konvekcinės srovės – ištisine linija) Sistemos struktūros atsiranda tada, kai netiesiniai efektai, lemiantys evoliuciją ir kuriuos sukelia išorinis poveikis sistemai, tampa pakankami, kad padidėtų tokioms sistemoms būdingi svyravimai. Dėl svyravimų augimo sistema iš nestabilios bestruktūrinės būsenos pereina į stabilios struktūros būseną. Savarankiško organizavimo mechanizmo paaiškinimas, žinoma, negali numatyti jokių kiekybinių susidariusių struktūrų charakteristikų, pavyzdžiui, generavimo dažnio ar Benardo ląstelių formos ir dydžio. Matematinis tokių procesų aprašymas nėra lengva užduotis. Tačiau kokybinius saviorganizavimosi mechanizmų bruožus galima suformuluoti gana paprastai. Struktūrų formavimasis visada yra susijęs su atsitiktiniais procesais, todėl savaiminio organizavimo metu, kaip taisyklė, spontaniškai sumažėja simetrija, taip pat bifurkacijos, t.y., nevienareikšmiška įvairių procesų raida. Bifurkacijos taškuose, veikiama nedidelių veiksnių, sistema pasirenka vieną iš kelių galimų vystymosi kelių. Panagrinėkime biologinį procesą – morfogenezę. Kaip simetrijos pažeidimo gyvojoje gamtoje pavyzdys, audinių ir organų atsiradimas, visos sudėtingos organizmo struktūros sukūrimas jo individualaus vystymosi procese. Kaip ir fizinių sistemų evoliucijoje, vystantis embrionui atsiranda nuoseklūs simetrijos pažeidimai. Pirminė kiaušialąstė, iš pradžių apytiksliai, yra rutulio formos. Ši simetrija išlaikoma blastulės stadijoje, kai dalijimosi ląstelės dar nėra specializuotos. Be to, sulaužoma sferinė simetrija ir išsaugoma tik ašinė (cilindrinė) simetrija. Gastrulos stadijoje ši simetrija taip pat sulaužoma - susidaro sagitalinė plokštuma, skirianti ventralinę pusę nuo nugarinės. Ląstelės diferencijuojasi ir atsiranda trijų tipų audiniai: endoderma, ektoderma ir mezoderma. Tada augimo ir diferenciacijos procesas tęsiasi.

Simetrijos pažeidimai embriono vystymosi metu atsiranda spontaniškai dėl simetriškos būsenos nestabilumo. Šiuo atveju naujos formos atsiradimas ir diferenciacija lydi vienas kitą. Eksperimentiniai stebėjimai parodė, kad organizmo vystymasis vyksta šuoliais. Greitų transformacijų ir naujos fazės atsiradimo etapus pakeičia sklandūs etapai. Taigi morfogenezės metu realizuojama tam tikra bifurkacijų seka, vystymasis vyksta per nestabilumo fazes. Būtent šiuo metu valdymo (evoliuciją lemiančių) parametrų, t.y., aplinkos cheminių savybių pokyčiai gali veiksmingai paveikti embriono formavimąsi, iškreipti jo normalų vystymąsi. Čia didelį pavojų kelia medžiagos, aktyviai veikiančios biocheminius procesus morfogenezės metu.

• 68 skirsnyje pateikiami įvairių struktūrų saviorganizavimosi procesuose atsiradimo pavyzdžiai. Pabandykite paaiškinti, kokie svyravimai lemia tam tikrų struktūrų susidarymą joms augant.
• Pagrindinė gamtos mokslų hipotezė, paaiškinanti gyvybės atsiradimą Žemėje, yra saviorganizacijos hipotezė. Žemė yra toli nuo Saulės ir kitų planetų. Kodėl to negalima laikyti uždara sistema?

Organizacija – tai tvarkingas elementų grupavimas pasitelkiant išorines jėgas, siekiant bendro rezultato. Saviorganizacija yra vidinių veiksnių sukelta tvarka. Tai gali būti laikoma gamtoje, moksle, technikoje, psichologijoje, sociologijoje. Šis procesas paaiškina bet kokios tvarios visuomenės formavimąsi.

Saviorganizacija yra savivalda

Yra keletas šio proceso pristatymo variantų. Žmogaus sąmonės sritis, kuri pirmiausia ateina į galvą. Asmenybės psichologijoje saviorganizacijos sąvoka reiškia gebėjimą užprogramuoti save atlikti tam tikras užduotis, pasiekus konkretų rezultatą. Čia šis terminas apima motyvaciją dirbti, gebėjimą efektyviai leisti energiją, laiko planavimą (laiko valdymą) ir racionalizavimą.

Organizacija suponuoja žmonių grupę, kurioje yra du pagrindiniai vaidmenys: lyderis ir pavaldinys (arba vadovas ir pasekėjas), kur vienas nustato gaires kitam. Saviorganizacijos atveju šie vaidmenys susijungia vienoje asmenybėje. Pagrindinis savikontrolės tikslas – išmokyti žmogų atlikti savo pareigas nededant valingų pastangų, o remiantis jam naudinga vidine motyvacija. Sąmoningai priimtas sprendimas ir intensyvus darbas prie jo įgyvendinimo sukelia savęs patvirtinimą, o tai teigiamai veikia individo savęs vertinimą. Mokiniai ir nauji studentai pirmą kartą susiduria su savarankišku veiklos organizavimu, todėl labai svarbu šią savybę ugdyti dar jaunystėje.

Pagrindiniai diagnostikos metodai

Bet kokių gebėjimų analizė atliekama atliekant psichologinius testus, klausimynus (klinikinį pokalbį), stebėjimą, biografinį metodą, psichologinį modeliavimą, eksperimentą. Klausimynai dažnai įvedami į švietimo programas ir profesinius mokymus, padedančius nustatyti gebėjimą savarankiškai organizuoti ir tinkamai valdyti laiką. Jų pavyzdžiai dažniausiai imami iš anglų kalbos šaltinių su pakeitimais, todėl gali prarasti kokybę. Pavyzdys yra gerai žinomas TSQ (OSD) klausimynas.

Analizė naudojant OSD

Tokio pobūdžio anketoje yra keli kriterijai, apibūdinantys asmenį kaip veiklos reguliuotoją. Tai lemia laiko naudojimo kasdieniame gyvenime suvokimą ir ypatumus. Kategorijoje „Planavimas“ nagrinėjamas subjekto įsitraukimas į strateginį kasdienių reikalų planavimą. Tuo pačiu metu žmogus turi savo planavimo principus.

Skalė, atskleidžianti ambicijas, siekius ir susitelkimo į savo tikslus laipsnį, vadinama „Tikslingumu“. Valingos pastangos, taikomos veiksmams, pasižymi „atkaklumu“. „Fiksacija“ kalba apie žmogaus gebėjimą susikoncentruoti į jam būdingas užduotis. Laikinoji orientacija išreiškiama „Orientacijos“ skalėje.

Ir galiausiai „saviorganizacija“ nustato individo polinkį į vidinį veiklos organizavimą. Kiekviena skalė turi kelis balus, bendras klausimų skaičius – 25. Dėl to specialistas parengia psichologinę diagnozę ir diagramą.

Kaip apibūdinti saviorganizaciją

Saviorganizacijos formos gali būti įvairūs kriterijai, tokie kaip hierarchija ir pliuralizmas; pasyvios ir aktyvios formos; techninės, biologinės ir socialinės sritys. Įvairūs gyvybės procesai yra aktyvi forma, vidiniai cheminiai ir fiziniai procesai yra pasyvioji forma. Psichologijoje saviorganizacijos lygiuose yra penki komponentai:

1. Bendrasis socialinis lygmuo apima individo kaip grupės, visuomenės, etninės grupės (darbo kolektyvo, bendrapiliečių, tos pačios tautybės, religijos atstovų) savęs suvokimą.
2. Institucinis lygmuo apima subjekto, kaip specialisto, specialisto arba kaip institucijos, pavyzdžiui, šeimos, savimonę.
3. Vadovavimo lygmeniu asmuo laikomas organizacijos-atstovų, darbo grupės dalimi.
4. Saviorganizacija grupės lygmeniu suponuoja bendrą kultūrinę, socialinę-psichologinę visuomenę (vienijimasis pagal amžiaus kategoriją, politines pažiūras ir pan.).
5. Asmeniniame lygmenyje subjektas suvokia save kaip individą.

Saviorganizacija mokslo ir technologijų srityse

Techninę saviorganizaciją galima priskirti prie mokslo ir technologijų. Pasikeitus objekto savybėms, parametrams, jo tikslams ir uždaviniams, automatiškai keičiasi tolesnė jo veiksmų programa. Pavyzdžiui, taip veikia raketų nukreipimo, įvairių automatizuotų sistemų, skaičiavimo technologijų organizavimas. Tokios sistemos turi savaiminio derinimosi savybę.

Savitvarkos principus mokslo srityje (evoliucinė biologija, supramolekulinė chemija) ir gamtos reiškinius tiria tarpdalykinė kryptis, vadinama sinergetika. Čia lazeris gali būti naudojamas kaip erdvinio išdėstymo pavyzdys. Tikslingo ir spontaniško pobūdžio saviorganizacija, atsirandanti dėl pasikeitimų ar ryšių formavimosi sistemoje, daugiausia egzistuoja gamtoje.

Kaip tai vyksta biologiniu lygmeniu? Saviorganizacija yra tai, kas išsaugo rūšį, pritaiko ją prie skirtingų egzistavimo sąlygų, palaiko harmoniją gyvenamojoje aplinkoje. Todėl jis yra glaudžiai susijęs su mutacijų kintamumu. Sinergetika apjungia visus gamtos ir technikos mokslus, nes jos principai veikia bet kokios prigimties sistemose (elektronuose, atomuose, molekulėse, mechaninėse sistemose, termobranduolinėse reakcijose, transporto sistemose ir pan.).

Gamtoje yra netikėtų dinamiškų reiškinių, kuriuos sukuria „drugelio efektas“ - pasikeitus vieno nedidelio mechanizmo veikimui, pasikeis visos sistemos organizacija. Todėl norint nagrinėti gamtos procesus kaip visumą, reikia disciplinos, kuri apjungtų kelis mokslus į vieną kryptį.

Hierarchijos ir pliuralizmo palyginimas

Norint išsaugoti susiklosčiusią valstybės santvarką, būtina speciali saviorganizacijos forma. Tai hierarchija (pavaldumo sistema) ir pliuralizmas (politinių pažiūrų ir nuomonių įvairovė ir tolerancija). Bet kurios šalies piliečiai turi jaustis įsitraukę į tam tikrus įsakymus, pastatytus pagal savo visuomenės tradicijas.

Tradicinėje hierarchijoje veikia principas „skaldyk ir valdyk“, kurio tikslas – suteikti pranašumą arba atimti vienai iš šalių lygias sąlygas. Tokia visuomenės saviorganizacijos forma padeda išlaikyti valdžios struktūrų autoritetą. Šiuolaikiniame pasaulyje vienu metu veikia įvairios organizacijos formos. Niekas netrukdo kai kuriems hierarchiniams pagrindams egzistuoti kartu su pliuralizmu ir lygybe, kurios yra demokratinės visuomenės ramsčiai.

Chaosas ir netvarka

Chaoso teorijos paaiškinimas gali prasidėti paprastais pavyzdžiais, apibūdinančiais jos priešingybę – organizuotumą, stabilumą ir tvarką. Sistema, aprašyta pagal matematinius dėsnius, gali būti laikoma stabilia, jei, esant nedideliems pradinių sąlygų ir parametrų pasikeitimams, galima pastebėti nedidelius rezultato pokyčius.

Pavyzdžiui, važiuodamas 50 km/h greičiu, vairuotojas 100 km įveiks per dvi valandas. Jeigu jis važiuos ne ką lėčiau, tai jo kelionės laikas proporcingai keisis irgi nežymiai. Ši sistema yra stabili ir paprasta. Tačiau kuo sudėtingesnė sistema, tuo ji nestabilesnė. Chaoso teorijos tyrimo objektai yra būtent sudėtingos, nestabilios struktūros, kuriose, esant bet kokiems nedideliems pakeitimams, atsiranda milžiniškų pokyčių.

Kas tai sugalvojo

Meteorologas Lorencas kartą nusprendė suvesti duomenis, kuriuos jau žinojo, į mašiną su aiškiais rezultatais iš anksto. Tačiau prognozė galiausiai pasirodė visiškai kitokia. Be to, kuo toliau ši grandinė driekėsi, tuo labiau prognozė skyrėsi nuo pirminės tikrosios. Esmė ta, kad naujai įvesti parametrai buvo suapvalinti, tai yra, jie šiek tiek skyrėsi. Pagrindinė šios teorijos koncepcija yra „drugelio efektas“ – nedidelis pašalinis poveikis gali sukelti netikėtų pasekmių.

Atsitiktinumo nereikėtų painioti su chaosu. Jei anksčiau, kai mokslininkai negalėjo paaiškinti šio ar kito reiškinio, jį buvo galima pavadinti „atsitiktiniais“, tai dabar dauguma šių procesų vadinami chaotiškais ir paklūstantiems chaoso teorijos dėsniams (palydovų judėjimas orbitoje, epilepsijos priepuoliai). , dideli transporto srautai plačiose magistralėse). Drugelio efektas taip pat pašalina galimybę numatyti ateitį. Ir kuo toliau ši ateitis, tuo „neįmanoma“ ši tikimybė.

Saviorganizacijos efektyvumas ir rezultatas

Dabar aišku, kodėl saviorganizacija yra visa apimantis reiškinys, egzistuojantis visose žmogų supančiose sistemose. Daugiausia jis turi socialinį (bendravimas, žinios, karjera, saviraiška), technologinį (darbo sauga ir produktyvumas, mokslo ir technologijų pažanga), teisinį ir politinį (pilietinių sąjungų, politinių partijų kūrimas) efektyvumą. Šio reiškinio dėka žmogus gali save realizuoti saugioje ir patogioje aplinkoje. Kiekvieno individo savęs tobulinimas atskirai, o vėliau tokių žmonių organizavimas visuomenėje įvairiais lygiais lemia politiškai išprususios ir visais atžvilgiais išsivysčiusios visuomenės formavimąsi.

Sinergetika dažniausiai laikoma saviorganizacijos mokslu. Savęs organizavimo teorijoje svarbiausia yra terminas „struktūra“ arba „modelis“. Gray'us Walteris turi tokį apibrėžimą: „Pavyzdžio sąvoka reiškia bet kokią reiškinių seką laike arba bet kokį objektų išsidėstymą erdvėje, kurį galima atskirti nuo kitos sekos ar kitokio išdėstymo arba palyginti su ja... Paprastai tariant, mokslai gali būti laikomi atsiranda dėl paieškų modelių, o menas – dėl modelio kūrimo, nors tarp ieškojimo ir modelio sukūrimo yra glaudesnis ryšys, nei paprastai manoma.

Pagal analogiją su virpesiais modelius galima suskirstyti į laisvuosius, priverstinius ir automatinius (7.1 pav.). Automodeliais suprantame lokalizuotus erdvinius darinius, kurie stabiliai egzistuoja išsklaidytoje nepusiausvyros terpėje ir nepriklauso (ribinėse ribose) nuo ribinių ir pradinių sąlygų. Svarbiausias dalykas šiame apibrėžime ir atskleidžiantis žodžio šablono papildymo „auto“ reikšmę yra nepriklausomybė nuo pradinių ir ribinių sąlygų pokyčių. Kaip ir savaiminių virpesių atveju, tokia nepriklausomybė gali egzistuoti tik žiniasklaidoje su išsisklaidymu, o tai suprantama labai bendrai.

Ryžiai. 7.1. Konstrukcijų klasifikacija (schemos)

Kadangi automodelių susidarymas yra erdviškai nehomogeniškų nestabilumų, vėliau jų stabilizavimosi dėl pusiausvyros tarp išsisklaidančių išlaidų ir energijos įvedimo iš nepusiausvyro šaltinio rezultatas, automodelių formavimosi procesas yra panašus į svyravimų nustatymą paskirstytoje savaime. osciliacinės sistemos (DAS). Pastarųjų apibrėžimas yra toks: RAS yra nekonservatyvi sistema, kurioje dėl nestabilumo vystymosi galima nustatyti banginius arba virpesius judesius, kurių parametrai (svyravimų amplitudė ir forma ir bangas, dažnį ir bendruoju atveju virpesių spektrą) nustato pati sistema ir nepriklauso nuo pradinių sąlygų pokyčių.

Įsivaizduokime domino kauliukus, stovinčius ant krašto. Tokie lustai su savo nedideliais nukrypimais nuo šios padėties vėl grįžta į ją. Kitaip tariant, ant krašto stovinčio lusto pavidalo būsena yra stabili mažų trukdžių atžvilgiu. Tačiau gerai žinome, kad jei pakankamai stipriai stumsime atokiausią lustą, tai sukels savaime plintančią bangą, nuosekliai krintančių lustų išilgai jų konstrukcijos linijos (7.2 pav.). Šio reiškinio priežastis yra ta, kad pradinėje būsenoje kiekvienas stovintis lustas (palyginti su gulinčia) turi potencialią energiją. W=mgh, Kur m- traškučių masė, 2h- jo aukštis. Be to, ir tai reikšminga, kaimyniniai lustai, t.y. sistemos elementai sąveikauja tarpusavyje: kiekviena krentanti lustas stumia gretimą ir ją numeta. Nagrinėjamu atveju savaime sklindanti krintančių lustų banga yra automatinė sistemos perjungimo iš metastabilios būsenos su potencialia energija banga. W=mghį palankesnę būseną su mažiau energijos W=0. Šiuo perjungimu lustuose sukaupta potenciali energija negrįžtamai paverčiama šiluma, išsiskiriančia skiedroms krentant. Tokios perjungimo automatinės bangos greitis ir profilis yra pastovūs ir nepriklauso nuo pirminio pirmojo domino lusto paspaudimo.

Ryžiai. 7.2. Domino lustų nuoseklaus kritimo automatinė banga. Žemiau: autowave profilis - lustų svorio centro padėtys

Plačiausias apibrėžimas yra saviorganizacija kaip erdvinių modelių (paprastai tariant, laike besivystančių), kurių parametrus lemia pačios aplinkos savybės ir silpnai priklauso nuo nepusiausvyros šaltinio erdvinės struktūros (energijos, masės, ir kt.), pradinė aplinkos būklė ir sąlygos ribose. Savaiminio organizavimo pavyzdžiai, kurie bus aptarti toliau, gali būti vadinami klasikiniais – beveik kiekviena knyga apie saviorganizaciją suteikia šiems pavyzdžiams deramą vietą. Tai daugiausia paaiškinama tuo, kad gana paprastose sistemose, kurias aptarsime, be įvairių gudrybių galima stebėti vis sudėtingesnių struktūrų formavimąsi.

Turingo struktūros. Turingas 1952 m. bandė paaiškinti, kodėl kai kurių gyvų organizmų struktūra artima periodinei. Tai taip pat apima užduotį išsiaiškinti dėmių susidarymo ant gyvūnų odos mechanizmą. Turingas parodė, kad iš pradžių homogeninėje terpėje, kurioje vyksta cheminės reakcijos su difuzija, galima nustatyti periodišką erdvėje ir stacionarų laike koncentracijų pasiskirstymą. Morfogogenezės problema yra viena iš pagrindinių saviorganizavimosi tyrimo. Pagrindinė problema yra atsakyti į klausimą: „Kaip iš pradžių nediferencijuotos ląstelės žino, kur ir kaip diferencijuotis? Atskirose ląstelėse, kaip matyti iš eksperimentų, tokios informacijos nėra. Būdama audinyje ląstelė informaciją apie savo padėtį gauna iš kitų ląstelių, po kurios įvyksta diferenciacija. Yra žinoma, kad atliekant eksperimentus su embrionais, ląstelė iš centrinės kūno dalies, persodinta į galvą, išsivystė į akį. Šie eksperimentai įrodė, kad ląstelės neturi informacijos apie savo tolesnį vystymąsi, pavyzdžiui, per DNR, bet išskiria ją iš savo padėties ląsteliniame audinyje. Turingas pasiūlė, kad tokios „padėties informacijos“ nešėjas yra cheminė struktūra – „morfogenas“, atsirandantis dėl bendro cheminių reakcijų ir difuzijos veikimo. Dabar daroma prielaida, kad esant pakankamai didelei morfogenų koncentracijai, aktyvuojami genai, o tai lemia ląstelių diferenciaciją. Tačiau reikia pažymėti, kad morfogenų egzistavimas dar nėra galutinai nustatytas, išskyrus kai kuriuos netiesioginius įrodymus.

Vienas žinomiausių morfogenezės reakcijos-difuzijos modelių priklauso A. Gierer ir H. Meinhardt (toliau – GM modelis). GM modelis pagrįstas tuo, kad visos besivystančio organizmo ląstelės gali gaminti du morfogenus: aktyvatorių ir inhibitorių, kurie gali difunduoti į kitas ląsteles. Jei difuzijos nėra (pavyzdžiui, idealaus maišymo atveju), tada dėl morfogenų sąveikos sistema pasieks vienalytę stacionarią būseną. Morfogenų sklaida vienodais greičiais sukels tą patį: bet koks erdvinis nukrypimas nuo stacionarios būsenos bus išlygintas. Ką sukels skirtingi morfogenų difuzijos greičiai? Nedidelis erdvinis trikdymas gali tapti nestabilus, o erdvinė struktūra pradeda augti, nes reakcijos greičiai bet kuriame taške gali nespėti pakankamai greitai „prisitaikyti“ vienas prie kito. Šis nestabilumas vadinamas difuzija, o struktūros formavimosi mechanizmas vadinamas aktyvatoriumi-inhibitoriumi.

Graži analogija, vaizdžiai paaiškinanti morfogenų koncentracijų pasiskirstymo struktūrų formavimosi aktyvatoriaus-inhibitoriaus mechanizmą, pateikta Murray straipsnyje: „Tebūna labai sausas miškas, kitaip tariant, yra visos sąlygos kilti miško gaisrui. Siekiant sumažinti galimą žalą, ugniagesiai gelbėtojai su gaisro gesinimo įranga ir malūnsparniais yra išsklaidyti po visą mišką. Dabar įsivaizduokite, kad kyla gaisras (aktyvatorius). Ugnies frontas pradeda judėti iš užsidegimo vietų. Iš pradžių gaisro vietoje nėra pakankamai ugniagesių (inhibitorių), kurie galėtų gesinti gaisrą. Tačiau sraigtasparnių pagalba ugniagesiai gali aplenkti ugnies priekį ir apdoroti medžius reagentais, kurie neleidžia jiems užsidegti. Kai ugnis pasieks apdorotus medžius, ji užges. Priekis sustos. Jei gaisrai spontaniškai kyla skirtingose ​​miško vietose, tai po kurio laiko susiformuos keli plintantys gaisro frontai (aktyvavimo bangos). Savo ruožtu tai privers ugniagesius sraigtasparniais (stabdymo bangos) aplenkti kiekvieną frontą ir sustabdyti jį tam tikru atstumu nuo gaisro. Galutinis šio scenarijaus rezultatas bus miškas su juodomis apdegusių medžių dėmėmis, tarp kurių yra žalių, nepaliestų medžių lopai. Iš esmės gautas vaizdas imituoja difuzijos sukeliamų reakcijos difuzijos mechanizmų rezultatą.

Benardo ląstelės. Kitas klasikinis saviorganizacijos pavyzdys yra Benardo ląstelės. Paprastai apvalios arba stačiakampės formos talpykloje yra skysčio (dažniausiai silikoninės alyvos) sluoksnis. Skystį veikia gravitacijos jėga. Apatinis skysčio sluoksnis pašildomas, o viršutiniame paviršiuje palaikoma pastovi temperatūra (pvz., kambario temperatūra), kuri yra žemesnė už šildytuvo temperatūrą. Akivaizdu, kad tarp viršutinio ir apatinio skysčio paviršių susidaro temperatūros skirtumas (fizikai dažnai šį temperatūrų skirtumą vadina temperatūros gradientu), todėl šiluma teka iš apačios į viršų. Taip nutinka visada: šiluma iš labiau įkaitusių kūnų linkusi pereiti į mažiau įkaitusius.

Jei temperatūros gradientas mažas, tada šilumos perdavimas vyksta mikroskopiniu lygiu: iš mokyklos fizikos kurso žinoma, kad šiluma yra ne kas kita, kaip skysčio molekulių judėjimas. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo intensyvesnis šis vadinamasis terminis molekulių judėjimas, tuo didesnis molekulių greitis. Skystos molekulės susiduria viena su kita, o kai „greitesnė“ molekulė susiduria su „lėtesne“, pirmoji molekulė dalį energijos atiduoda antrajai. Akivaizdu, kad nagrinėjamame skystame sluoksnyje žemesniuose sluoksniuose temperatūra yra aukštesnė, atitinkamai ir molekulių terminis judėjimas šiuose sluoksniuose yra intensyvesnis. Viršutiniuose sluoksniuose temperatūra žemesnė, o molekulių judėjimas ne toks intensyvus. Dėl „greitų molekulių“ sąveikos su „lėtomis molekulėmis“ šiluma perduodama iš apatinių sluoksnių į viršutinius be makroskopinio skysčio judėjimo. Žodžiais „makroskopinis skysčio judėjimas“ turime omenyje tai: jei psichiškai izoliuosite tam tikrą nedidelį skysčio tūrį ir stebėsite visas jame esančias molekules, pamatysime, kad visos šio tūrio molekulės dalyvauja chaotiškame judėjime. (t.y. juda atsitiktinai), tuo pačiu jie atlieka kolektyvinį judėjimą tam tikra kryptimi, o jų judesiai pasirodo daug didesni už molekulių dydį. Ir atvirkščiai, kai kalbame apie „mikroskopinį judėjimą“, turime omenyje, kad molekulės dalyvauja tik šiluminiame judėjime, o kryptingų skysčio srautų nėra.

Temperatūros gradientui didėjant, jis pasiekia kritinę reikšmę, o tada staiga (tiksliau sakyti „išoriškai staigiai“) nustatomas makroskopinis skysčio judėjimas, suformuojant aiškiai apibrėžtas struktūras: kai kuriose vietose šildomas skystis. pakyla, o po to atvėsta ties viršutiniu paviršiumi, kituose nukrenta (žr. 7.3 pav.). Dėl to judėjimas vyksta cilindrinių arba šešiakampių ląstelių pavidalu. Šios ląstelės, savo išvaizda primenančios korį, vadinamos Benardo ląstelėmis.

Ryžiai. 7.3. Šešiakampių ląstelių atsiradimas Benardo konvekcijos metu ploname skysčio sluoksnyje. Skysčio srauto linijos Bénard konvekcijos režimu rodomos viršuje. Apatiniame rėmelyje parodyta eksperimentinė Benardo konvekcijos nuotrauka. Paveikslėlyje pavaizduota šešiakampė konvekcinė struktūra 1 mm gylio silikoninės alyvos sluoksnyje su vienodu kaitinimu iš apačios. Jei viršutinė riba yra laisva, srautas susidaro dėl paviršiaus įtempimo nehomogeniškumo, o ne dėl plūdrumo. Šviesa, atsispindinti nuo aliuminio dribsnių, rodo, kad skystis kyla kiekvienos ląstelės centre ir krinta pakraščiuose

Faradėjus raibuliuoja. Jei kiuvetė, į kurią pilamas pakankamai didelio klampumo skysčio sluoksnis (silikoninė alyva), periodiškai „kratoma“ vertikalia kryptimi, tai skysčio paviršiuje gali susidaryti struktūros, savo forma primenančios stačiakampius. Pirmasis žmogus, pastebėjęs tokias struktūras 1831 m., buvo Michaelas Faradėjus.

Sūkuriai už judančio objekto. Kalbant apie hidrodinamikos saviorganizaciją, verta paminėti dar vieną konstrukcijų klasę, kuri turi svarbią praktinę reikšmę. Kalbame apie sūkurius, kurie susidaro skysčiui ar dujoms tekant aplink judančius objektus, tokius kaip lėktuvai, automobiliai, laivai. O štai sūkurio struktūros susidarymui svarbus judančio objekto greitis ir jo geometrija. Tokius sūkurius nesunkiai pastebėsite sekliame skysčio sluoksnyje: reikia nuleisti daiktą (pavyzdžiui, pieštuko galiuką) į vandenį ir judinti jį horizontaliai pastoviu greičiu. Tokiu atveju, esant mažam greičiui, bus stebimi du bangų „ūsai“, judantys už pieštuko. Kampas tarp šių „ūsų“ priklauso nuo jo judėjimo greičio. Didėjant greičiui, situacija keičiasi: už judančio objekto pradeda formuotis sūkuriai, kurie vėliau nuo jo atitrūksta, bet kurį laiką vis tiek juda paskui objektą pagal inerciją. Pasirodo, kritinė greičio reikšmė, kurią viršijus prasideda sūkurių susidarymo procesas, priklauso nuo judančio kūno geometrinių matmenų: pavyzdžiui, kuo didesnis judančio objekto skersmuo (jei laikysime cilindro formos objektą), tuo mažesnis. judėjimo greičio sūkurinės struktūros pradeda formuotis. Tai vadinamasis Karmano takelis (7.4 pav.).

Ryžiai. 7.4. Karmano sūkurio gatvė už apskrito cilindro

Saviorganizacijos procesai žmonių visuomenėje. Nereikėtų manyti, kad sinergetikų veiklos sritis apsiriboja tik gamtos mokslais. Saviorganizacijos procesai vyksta ir ekologijos, ekonomikos, sociologijos, demografijos ir kt. Pavyzdžiui, ar kada susimąstėte, kodėl identiškiems produktams nustatoma beveik ta pati kaina? Ar jums tai atrodo savaime suprantama? Bet pardavėjai savo prekėms gali nustatyti savo kainas, kitokias, regis, niekas neverčia „laikytis“ tų pačių kainų. Tačiau kaina ta pati. Tai tik saviorganizacijos proceso pavyzdys, kuris domina sinergiją.

Yra daug daugiau skirtingų pavyzdžių, bet mes sutelksime dėmesį tik į vieną. Pasirodo, „viešosios nuomonės formavimas“ (kurį, žinoma, galima apibrėžti įvairiai) yra kolektyvinis reiškinys. Vienas iš jo mechanizmų, kuris, atrodo, yra labai svarbus, buvo atrastas Solomon Ash eksperimentų rezultatas. Pagrindinė šių eksperimentų mintis buvo tokia: maždaug dešimties „subjektų“ grupės buvo paprašyta atsakyti į paprastą klausimą, pavyzdžiui, nurodyti, kuri iš trijų skirtingo ilgio eilučių sutampa su pateiktu segmentu (7.5 pav.). Išskyrus vieną tikrą tiriamąjį, visi kiti grupės nariai buvo eksperimentatoriaus padėjėjai, ko tiriamasis, žinoma, nežinojo. Pirmajame eksperimente asistentai pateikė teisingą atsakymą, ir, žinoma, tiriamasis taip pat. Vėlesniuose eksperimentuose asistentai pateikė neteisingus atsakymus, o 60% tiriamųjų taip pat pateikė neteisingus atsakymus. Tai rodo, kad kitų grupės narių nuomonė aiškiai įtakoja asmenų nuomonę. Pastarasis poveikis psichologijoje žinomas kaip paguodos su nepažįstamų žmonių nuomone pasireiškimas ir į jį būtina atsižvelgti, pavyzdžiui, apklausiant liudytojus teisminio proceso metu ir pan. Pažymėtina, kad kadangi formuodami viešąją nuomonę asmenys daro vienas kitam abipusę įtaką, šį reiškinį galima analizuoti sinergetiniais metodais.

Ryžiai. 7.5. S. Ašo eksperimento schema. Eksperimento dalyviai turėjo pasirinkti B kortelėje esančią liniją, kurios ilgis sutaptų su A kortelės linija. Tyrimo metu tiriamasis susidūrė su tuo, kad visi kiti dalyviai vieningai įvertino B kortelės 1 eilutę kaip lygią pavyzdžiui. linija

Įdomu tai, kad Ash eksperimentų struktūros susidarymas gali būti gana lengvai sugriautas. Įsivaizduokime, kad vienišas subjektas sulauktų šiokios tokios paramos, t.y. dar vienas asmuo būtų pareiškęs nuomonę, prieštaraujančią neteisingam daugumos vertinimui. Kas tada? Ashas atliko eksperimentą, kai vienas iš jo padėjėjų viename iš tyrimų nukrypo nuo bendros tendencijos ir atvirai nesutiko su dauguma. Esant šiai sąlygai, tikri tiriamieji atitiko tik 6% atvejų. Komforto laipsnis sumažėjo ir tais atvejais, kai tiriamasis turėjo galimybę atsakyti privačiai, t.y. nepatenka į daugumos tiriamos mažos grupės narių girdimumo sritį. Kita vertus, komfortas padidėja, jei grupė individui pasirodo patraukli. Jei tau patinka žmonės, kurie yra daugumoje, tu tiesiog esi pasmerktas b O didesnį komfortą, nes nori jiems įtikti ir nebūti atstumtas. Visa tai galima laikyti kai kuriais tokios socialinės sistemos valdymo parametrais, nors formalizuotas jų formulavimas, o ne intuityvus supratimas, pasirodo gana sunkus, o gal net neįmanomas. Taip atsitinka, kai humanitariniai mokslai į sinergiką atneša naujų pavyzdžių ir verčia tyrinėtojus ieškoti naujų metodų stebimiems „nefiziniams“ reiškiniams apibūdinti. Akivaizdu, kad iš tokių nesudėtingų eksperimentų analizės išryškėja daugelis žmonių elgesio motyvų, o tai nulemia tokių tyrimų svarbą, taip pat ir naudojant sinergetikos aparatą.

Daug įdomių tokių struktūrų formavimosi mažose socialinėse grupėse pavyzdžių aprašyta Roberto Cialdini knygoje „Įtakos psichologija“. Toje pačioje knygoje išsamiai aptariami mechanizmai, lemiantys tokių struktūrų formavimąsi žmonių bendraujant, pavyzdžiui, psichologinės technikos ir strategijos, leidžiančios daryti įtaką bendravimo subjektams ir primesti žmonėms tą ar kitą nuomonę bei individualų elgesį, kaip ir buvo. S. Esha patirtyje. Taigi Cialdini teigia, kad daugeliu atžvilgių tokia įtaka yra įmanoma dėl tam tikrų žmonių elgesio ir reakcijų modelių. Visų pirma jis rašo taip: „Etologai, tyrinėtojai, tyrinėjantys gyvūnų elgesį jų natūralioje aplinkoje, pastebėjo, kad daugelio gyvūnų rūšių atstovų elgesyje dažnai vyksta griežti automatiniai modeliai. Šios automatinės veiksmų sekos, vadinamos griežtais elgesio modeliais, nusipelno ypatingo dėmesio, nes primena tam tikras automatines... žmonių reakcijas. Tiek žmonėms, tiek gyvūnams šiuos modelius paprastai lemia viena informacija. Ši vienintelė specifinė savybė veikia kaip trigeris ir dažnai yra labai vertinga, nes leidžia asmeniui priimti teisingą sprendimą, atidžiai ir visiškai neanalizuojant visos kitos konkrečios situacijos informacijos. Tokio stereotipinio atsako pranašumas yra jo efektyvumas ir „ekonomiškumas“, automatiškai reaguojant į pagrindinę informaciją nešančią savybę – „trigerį“, individas taupo savo laiką, energiją ir protinį potencialą...“

Visi šie atitikties ar įtakos mechanizmai yra pagrįsti tam tikrais elgesio modeliais (arba, kaip dažnai sako psichologai, stereotipais ar atsitiktinėmis schemomis), „įrištais“ į žmogaus psichologiją, kuri daugeliu atvejų yra linkusi automatiškai, negalvodama. , reaguoti į išorinę informaciją pagal išmoktus priežasties ir pasekmės ryšius.