| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
C Днём Рождения Поздравляем : Graffff(54) |
|
Главная » 2016 » Октябрь » 12 » Самоорганизующаяся материя
22.56 Самоорганизующаяся материя |
Самоорганизация
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
 Можно рассматривать применительно к возникновению и эволюции Мироздания. В конце сообщения ссылки по категории "Информация и Мироздание". И, как всегда- я не первый, но прав!
----------------------------
Самоорганиза́ция — процесс упорядочения элементов одного уровня в системе за счёт внутренних факторов, без внешнего специфического воздействия (изменение внешних условий может также быть стимулирующим либо подавляющим воздействием).
Результат — появление единицы следующего качественного уровня.
В зависимости от подхода к описанию самоорганизации в определение включают характеристики системы, тип внутреннего фактора, особенности процесса.
История
Гипотеза об упорядочении в системе за счёт её внутренней динамики высказывалась философом Р. Декартом в пятой части «Рассуждения о методе». Позже он подробно разработал эту идею в так и не опубликованной книге «Le Monde».
И. Кант выдвинул небулярную гипотезу, согласно которой планеты образовались из туманности за счёт притяжения и отталкивания, внутренне присущих материи.
Необходимо заметить, что представления о спонтанном возникновении порядка и самоорганизации нетождественны. Атомизм Демокрита или статистика Больцмана рассматривают возникновение порядка как случайность, причём категория порядка является субъективной, наличие порядка кажущееся.
В 1947 году термин появился в научной публикации Уильяма Эшби (англ. W. R. Ashby) «Principles of the Self-Organizing Dynamic System». В 1960-е годы термин использовался в теории систем, а в 1970-е — 1980-е стал использоваться в физике сложных систем.
Г. Хакен — основатель синергетики определил её как науку о самоорганизации. До XXI века синергетика казалась монополистом на описание самоорганизации. В связи с сотрудничеством представителей естественных наук в области нанотехнологий выяснилось, что термин самоорганизация, в области супрамолекулярной химии и эволюционной биологии определен иным образом для других феноменов, нежели в синергетике. Кроме того, определение данное в рамках синергетики, благодаря междисциплинарности этой науки, расплылось по разным дисциплинам, стало нечётким.
Диссипативная самоорганизация (синергетический подход)
Определение, данное Г. Хакеном в 1980-е гг. в рамках синергетики: «Самоорганизация — процесс упорядочения (пространственного, временного или пространственно-временного) в открытой системе, за счёт согласованного??? взаимодействия множества элементов её составляющих».
Характеристики системы:
• открытая (наличие обмена энергией/веществом с окружающей средой);
• содержит неограниченно большое число элементов (подсистем);
• имеется стационарный устойчивый режим системы, в котором элементы взаимодействуют хаотически (некогерентно).
Характеристики процесса:
• интенсивный обмен энергией/веществом с окружающей средой, причём совершенно хаотически (не вызывая упорядочение в системе);
• макроскопическое поведение системы описывается несколькими величинами — параметром порядка и управляющими параметрами (исчезает информационная перегруженность системы);
• имеется некоторое критическое значение управляющего параметра (связанного с поступлением энергии/вещества), при котором система спонтанно переходит в новое упорядоченное состояние (переход к сильному неравновесию);
• новое состояние обусловлено согласованным (когерентным) поведением элементов системы, эффект упорядочения обнаруживается только на макроскопическом уровне;
• новое состояние существует только при безостановочном потоке энергии/вещества в систему. При увеличении интенсивности обмена система проходит через ряд следующих критических переходов; в результате структура усложняется вплоть до возникновения турбулентного хаоса.
Для однозначности определения термина, его связи с характеристиками системы и процесса, как правило, делается ссылка на один из трёх стандартных примеров самоорганизации:
• лазер — пространственное упорядочение;
• ячейки Рэлея — Бенара — пространственное упорядочение;
• реакция Белоусова — Жаботинского — пространственно-временное упорядочение;
Нобелевский лауреат Илья Пригожин создал нелинейную модель реакции Белоусова — Жаботинского, так называемый брюсселятор. Так как для возникновения упорядочения в таких системах необходим приток энергии или отток энтропии, её диссипация, Пригожин назвал эти системы диссипативными. Вследствие нелинейности, наличия более одного устойчивого состояния в этих системах, в них не выполняется ни второе начало термодинамики, ни теорема Пригожина о минимуме скорости производства энтропии. Однако существуют примеры пространственно-временных диссипативных структур — автоволны ламинарного горения и тепловые волны (автоволны) в слое неподвижного катализатора, для которых полное производство энтропии в системе является функционалом автоволнового решения задачи (термодинамической функцией Ляпунова). А его минимум соответствует физически содержательному решению задачи. По аналогии описания самоорганизующихся систем с фазовыми переходами диссипативная самоорганизация получила название фазового перехода в неравновесной системе.
Методы синергетики были использованы практически во всех научных дисциплинах: от физики и химии до социологии и филологии.
Градообразование и нейронные сети описаны как диссипативные структуры. В последнее время практически исчезло использование первоначально необходимого математического аппарата нелинейных уравнений. Это привело к тому, что любая система естественного происхождения, не принадлежащая компетенции равновесной термодинамики, стала рассматриваться как самоорганизованная.
Консервативная самоорганизация (супрамолекулярная химия и фазовые переходы)
В 1987 году другой Нобелевский лауреат Жан-Мари Лен — основатель супрамолекулярной химии ввёл термины «самоорганизация» и «самосборка», вследствие необходимости описания явлений упорядочения в системах высокомолекулярных соединений при равновесных условиях, в частности образование ДНК.
Изучение вещества в наносостоянии, образование сложной структуры в процессе кристаллизации без внешнего воздействия также потребовало описание этих явлений как самоорганизации. Но в отличие от синергетического подхода эти явления происходят в условиях близких к термодинамическому равновесию.
Таким образом, равновесные фазовые переходы, такие как кристаллизация, также оказались самоорганизацией.
Для устранения путаницы, феномен упорядочения в равновесных условиях часто определяют как консервативная самоорганизация.
Континуальная самоорганизация (концепция эволюционного катализа)
Концепция эволюционного катализа, разработанная А. П. Руденко, является альтернативной концепцией самоорганизации для биологических систем. В отличие от когерентной самоорганизации в диссипативных системах с большим числом элементов (макросистем), рассматривается континуальная самоорганизация для индивидуальных (микро-) систем.
В рамках данного подхода определяется, что самоорганизация как саморазвитие системы происходит за счёт внутренней полезной работы против равновесия. Прогрессивная эволюция с естественным отбором возможна только как саморазвитие континуальной самоорганизации индивидуальных систем.
Информация и Мироздание
Хаос
|
|
Категория: Информация и Мироздание |
Просмотров: 892 |
Добавил: Никс
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
Озарение.