Рівні самоорганізації матерії і концепція розвитку - синергетика і самоорганізація

Рівні самоорганізації матерії і концепція розвитку

Затвердження синергетики як нового стилю наукового мислення, який часто ототожнюють з нелінійним мисленням, пов'язане з висуненням принципово нових методологічних принципів у формуванні, як загальної картини світу, так і її заснування - фізичної картини світу. Центральним методологічним принципом синергетики є визнання теорії самоорганізації в якості відправної точки наукового світогляду, і дослідження закономірностей і механізмів самоорганізації - єдиним способом представити раціональне пояснення виникненню порядку з хаосу природним шляхом.

З позицій синергетики фізична картина світу являє складну ієрархію відкритих, нерівноважних систем, що самоорганізуються, що підкоряються деяким універсальним законам еволюції. Природно, виникає питання про просторово-часових та інших вимірах процесів самоорганізації, про критерії масштабності в ієрархії сложноорганізованних матеріальних систем. У зв'язку з цим стає необхідним повернутися до "вічного" питання про співвідношення і форми прояву кінцевого і нескінченного ". Саме через призму розгляду цього питання проблема перекладається в русло багатовимірності і сучасного розуміння онтологизма.

Безперервність переривчастості (як форма прояву єдності кінцевого і нескінченного) розглядається не тільки традиційно в горизонтальному, але і в вертикальному зрізі самоорганізації матерії. В останньому випадку її фізичні форми представлені послідовними, що йдуть в нескінченність рядами структурних рівнів, кожному з яких відповідає цілий клас дискретних форм.

Кожне з цих станів матеріального світу можна визначити, як структурний рівень самоорганізації матерії, в подальшому позначається скорочено СУСМ.

Зростання розмірності фізичних постійних від рівня до рівня, як і "переступання" через міжрівневий інтервал, мабуть становить важливу закономірність еволюції форм матерії. Оскільки зростання розмірності фізичних та інших фори відбувається в часі, значення часу набуває відносність (прихильність до певного матеріального субстрату, системі) і кожному етапу в розвитку, матеріального світу, інакше кажучи, кожному структурному рівню самоорганізації матерії відповідає певний часовий еквівалент. Можна припустити, що він пропорційний протяжності і масі частинок цього рівня. Так, якщо середня довжина частинок мікросвіту приблизно на 20 порядків менше об'єктів макросвіту, то і процеси в мікросвіті повинні протікати швидше на стільки ж порядків. Цю різницю в швидкості протікання процесів слід розглядати як міжрівневий - часовий інтервал між світами, властивими кожному з структурного рівня самоорганізації матерії.

Для розуміння механізмів еволюції і розвитку важливе значення має з'ясування співвідношення стабільності і нестабільності в процесах самоорганізації складних систем. М.М. Моїсеєв вважає пізнання діалектики цих протилежних за своєю спрямованістю тенденцій ключем до розгадки сутності розвитку. Він вказує, що «в міру ускладнення організації систем відбувається одночасно прискорення процесів розвитку і зниження рівня їх стабільності». Одне як би породжує інше. В результаті через нестабільність і біфуркації ми маємо новий якісний стан системи.

Розвиток можна уявити як результат еволюції в самоорганізації матеріальних систем. Воно пов'язане з необоротністю деяких процесів у Всесвіті, тобто накопиченням таких кількісних і якісних змін, які тимчасово як би вилучають частину речовини з кругообігу матерії за рахунок включення його вдвічі більше складні форми руху. Це відбувається шляхом вплетення фізичних форм руху матерії в інші форми, або в фізичні же форми руху на наступному структурному рівні самоорганізації матерії (СУСМ).

Включення елементів речовини в більш-менш стійкі системи, а цих останніх в інші системи більш високого порядку і т.д. є головним способом збереження і відтворення певних якісних станів, придбання нової якості, додання всьому процесу характеру незворотності (не в окремих випадках, а в кінцевому підсумку). Приріст якості досягається за рахунок системоутворюючих чинників. У цьому сенсі розвиток виступає як спрямований процес кількісних і якісних змін в структурі матеріальних об'єктів, що визначаються їх послідовним включенням в ієрархію разнопорядкових систем і, в кінцевому підсумку, в ієрархію структурного рівня самоорганізації матерії.

Між структурними рівнями самоорганізації матерії, які є, перш за все вузловими пунктами розвитку фізичних форм руху матерії, знаходиться послідовний ряд хімічних, геологічних, біологічних, громадських та інших процесів, що протікають при певних умовах. У той же час і кожен окремий елемент структурного рівня самоорганізації матерії (скажімо, планета або зірка) є результатом розвитку фізичних, хімічних, а в деяких випадках і інших (на нашій планеті всього відомого науці ряду) процесів на попередньому рівні (СУСМ). Ці процесу знаходяться в постійній взаємодії і при певних обставинах можуть переходити один в одного. Причому, процеси на наступних рівнях впливають на характер протікання процесів попередніх.

Розвиток матерії в цілому можна представити у вигляді повільного, але неухильного підйому по нескінченній сходах, де кожна сходинка, повторюючи загальну конфігурацію попередньої (за фрактальним принципом) в набагато більших масштабах за всіма основними вимірам, є черговим етапом розвитку матеріального світу, якому відповідав би певний структурний рівень самоорганізації матерії. Якщо виходити з такого розуміння загальної еволюції матеріального світу, то в кожен даний момент нескінченність має реальний сенс, лише в бік минулого, отже, в сторону об'єктів все більш дрібного масштабу (вниз по вертикалі СУСМ). У протилежному напрямку (вгору по вертикалі) нескінченність повинна існувати тільки у вигляді можливості нескінченного розвитку. Розвиток матеріальних систем в просторових масштабах тісно пов'язане з тимчасовими масштабами і із загальною спрямованістю вектора часу, з так званої "стрілою часу", що передбачає певну послідовність подій. В даному випадку мається на увазі послідовність структурного рівня самоорганізації матерії, кожен з яких представляє собою новоутворення в порівнянні з попереднім. Співвідношення структурних рівнів у тимчасовому аспекті слід розглядати не тільки як ступенів розвитку, але і як взаємозв'язок між поколіннями СУСМ. Образно кажучи, структурний рівень самоорганізації-1 постає з точки зору макрообразованій як би "дідусем", а в якості безпосереднього "батька" виступає структурний рівень самоорганізації матерії-2. У зв'язку з цим виникає ряд проблемних питань: Скільки поколінь структурного рівня самоорганізації може існувати одночасно? Чи можливо на якомусь етапі елімінування раніше виникли і вже вичерпали себе рівнів? У яких же тоді стану »- перебуває матерія, речовина і т.д. на цих рівнях? Конкретних відповідей на такі і їм подібні питання поки ніхто дати не може. Це справа майбутнього. Тому на даному етапі ми змушені обмежитися постановкою проблеми і міркуваннями на рівні гіпотез.

Його суть полягає в тому, що кожен структурний рівень самоорганізації матерії розглядається як відкрита нелінійна система, яка безперервно обмінюється речовиною, енергією та інформацією з іншими рівнями. Основним полем для такого обміну є міжрівневий інтервал, де за рахунок "вертикального" взаємодії накопичуються нерівноважні стану речовини і нестійкість складових його дисипативних структур. Це породжує стан того самого хаосу, в якому різні флуктуації створюють умови для виникнення порядку, що веде до нової ієрархії систем, що самоорганізуються.

Необхідно, однак, враховувати, що нерівноважний стан система (в даному випадку мається на увазі структурного рівня самоорганізації матерії і виникають при цьому флуктуації неминуче підводять її до точки біфуркації, коли система може йти двома шляхами: а) за рахунок наростання тенденцій до дезорганізації (ентропії ) почне розпадатися; б) внаслідок стійкого посилення кооперативних процесів увійде в режим самоорганізації. У першому випадку потік розпадається речовини піде вниз по вертикалі до нижчого структурному рівню самоорганізації матерії. У другому випадку він буде йти вгору по вертикалі, і підніматися до вищому рівневі самоорганізації. Розвиток якраз і передбачає порушення рівноваги між цими двома постійними і нескінченними тенденціями на користь другої. Сам факт одночасного існування в природі декількох структурних рівнів самоорганізації матерії (СУСМ-1, СУСМ-2, СУСМ-3, СУСМ-4) є незаперечним доказом стійкого переважання висхідних потоків над спадними, отже, реальності поступального розвитку, реальності переважання прогресу над регресом.