www.wikidata.uk-ua.nina.az

Самоорганізація Самоорганіза ція термін який вживається для визначення процесів виникнення складних структур при відсутн

Самоорганізація

Самоорганіза́ція — термін, який вживається для визначення процесів виникнення складних структур при відсутності нав'язаного зовнішньою дією порядку. Процес, в ході якого створюється, відтворюється або вдосконалюється організація складної динамічної системи.

Утворення конвективних комірок Бенара при однорідному нагрівання шару рідини — приклад самоорганізації в фізиці

Самоорганізація виникає у відкритих нелінійних, нерівноважних, складних системах. Одним із проявів самоорганізації вважається виникнення та існування життя. До прикладів самоорганізації належать виникнення автоколивань і періодичних структур на зразок комірок Бенара, автохвилі, бі- та мультистабільність тощо.

Процеси самоорганізації вивчає сучасний міждисциплінарний розділ науки — синергетика.

Концепція самоорганізації одержує поширення не тільки в природознавстві, але й у соціально-гуманітарному пізнанні. Оскільки більшість наук вивчають процеси еволюції систем, то вони змушені аналізувати й механізми їхньої самоорганізації. Наприклад, органи самоорганізації населення — представницькі органи, що створюються жителями, які проживають на законних підставах на певній території, населеному пункті, для вирішення окремих питань місцевого значення.

Самоорганізація та ентропія Редагувати

Процеси самоорганізації виникають в системах, далеких від стану термодинамічної рівноваги. В рівноважному стані ентропія термодинамічної системи має максимальне значення (дивіться Другий закон термодинаміки), що відповідає максимально можливому безпорядку. Впорядкований стан може виникнути в тому випадку, коли система відкрита, тобто обмінюється енергією і масою з навколишнім середовищем. Такі системи називають дисипативними, оскільки вони розсіюють (дисипують) отриману від зовнішнього джерела енергію. Притік і дисипація енергії відповідають від'ємному потоку ентропії. Так, наприклад, при виникненні комірок Бенара, шар рідини підігрівають знизу. Від'ємний потік ентропії дорівнює

де  — зовнішній вклад у ентропію,  — тепловий потік,  — температура дна посудини,  — температура верхнього шару рідини.

В умовах з від'ємним потоком ентропії через систему, її стан вже не обов'язково повинен бути максимально невпорядкованим. Таким чином виникає можливість створення складних впорядкованих структур.

Теорія самоорганізації Редагувати

Єдиної загальновизнаної теорії самоорганізації нині не існує. У 60-70-х роках XX століття німецький фізик Герман Хакен (H. Haken) і бельгієць російського походження Ілля Романович Пригожин (Prigogine) майже одночасно описали появу складних впорядкованих структур і процесів в нерівноважних системах. І. Пригожин розглядає як самоорганізацію виникнення дисипативних структур - просторово неоднорідних станів в термодинамічно відкритих системах. У синергетики подібним же чином самоорганізацією вважають структурування, поява впорядкованості, періодичності в просторі або часі.

Деякі дослідники надають перевагу терміну «самозбірка», розуміючи його як автономну мимовільну організацію компонентів на всіх рівнях, від молекулярного до планетарного (Whitesides, Grzybovsky, 2002). Близький за змістом і термін «емерджентність» — виникнення "складної системи", знову виникаючі (емерджентні) властивості якої не можуть бути пояснені властивостями її компонентів (Gallagher, Appenzeller, 1999).

Спонтанне структурування в умовах припливу енергії ззовні відомо вже давно. Класичним прикладом може служити виникнення осередків Бенара. Поява складної просторової організації з узгодженим, когерентним переміщенням безлічі молекул і утворенням конвективних осередків у формі геометрично дуже правильних шестигранних структур в підігрівається знизу досить в'язкої рідини, наприклад, в шарі силіконового масла.

Реакція Бєлоусова-Жаботинського і багато процесів в біології являють собою автокаталітичні реакції, в яких для синтезу деякої речовини потрібна присутність цієї ж речовини; такий зворотний зв'язок графічно зображується реакційної петлею зворотного зв'язку. Математично динаміка подібних систем описується нелінійними диференціальними рівняннями. Періодичність у часі реакції Бєлоусова-Жаботинського (з використанням як окисляємого субстрату малонової кислоти) — самоорганізовані «хімічні годинники» — була теоретично описана розробленою І. Пригожиним в Брюсселі моделлю, названою «брюсселятором» американськими вченими, які в свою чергу запропонували як моделі «орегонатор» і «палоальтонатор».

Численні приклади самоорганізації наявні в космології, фізиці, хімії, біології та техногенних системах (електричних мережах, комп'ютерах). Непередбачувана поведінка спостерігається навіть в простих системах, у більш складних системах така поведінка неминуче. Складна взаємодія з виникненням «соціального» поведінки (появи лідера і ведених) виявлено в групі роботів, що мають найпростіші однакові індивідуальні програми (Уорвік, 1999).

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

Література Редагувати

  • (рос.) Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. — М. : Эдиториал УРСС, 2001.
  • (рос.) Седов Е. А. Эволюция и информация. — М., 1976.
  • (рос.) Седов Е. А. Взаимосвязь энергии, информации и энтропии в процессах управления и самоорганизации // Информация и управление. Философско-методологические аспекты. — М. : Наука, 1985. — С. 169-193.

Посилання Редагувати

Дисертації на тему самоорганізації


Це незавершена стаття з науки.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Samoorganiza ciya termin yakij vzhivayetsya dlya viznachennya procesiv viniknennya skladnih struktur pri vidsutnosti nav yazanogo zovnishnoyu diyeyu poryadku Proces v hodi yakogo stvoryuyetsya vidtvoryuyetsya abo vdoskonalyuyetsya organizaciya skladnoyi dinamichnoyi sistemi Utvorennya konvektivnih komirok Benara pri odnoridnomu nagrivannya sharu ridini priklad samoorganizaciyi v fiziciSamoorganizaciya vinikaye u vidkritih nelinijnih nerivnovazhnih skladnih sistemah Odnim iz proyaviv samoorganizaciyi vvazhayetsya viniknennya ta isnuvannya zhittya Do prikladiv samoorganizaciyi nalezhat viniknennya avtokolivan i periodichnih struktur na zrazok komirok Benara avtohvili bi ta multistabilnist tosho Procesi samoorganizaciyi vivchaye suchasnij mizhdisciplinarnij rozdil nauki sinergetika Koncepciya samoorganizaciyi oderzhuye poshirennya ne tilki v prirodoznavstvi ale j u socialno gumanitarnomu piznanni Oskilki bilshist nauk vivchayut procesi evolyuciyi sistem to voni zmusheni analizuvati j mehanizmi yihnoyi samoorganizaciyi Napriklad organi samoorganizaciyi naselennya predstavnicki organi sho stvoryuyutsya zhitelyami yaki prozhivayut na zakonnih pidstavah na pevnij teritoriyi naselenomu punkti dlya virishennya okremih pitan miscevogo znachennya Zmist 1 Samoorganizaciya ta entropiya 2 Teoriya samoorganizaciyi 3 Div takozh 4 Dzherela 5 Literatura 6 PosilannyaSamoorganizaciya ta entropiya RedaguvatiProcesi samoorganizaciyi vinikayut v sistemah dalekih vid stanu termodinamichnoyi rivnovagi V rivnovazhnomu stani entropiya termodinamichnoyi sistemi maye maksimalne znachennya divitsya Drugij zakon termodinamiki sho vidpovidaye maksimalno mozhlivomu bezporyadku Vporyadkovanij stan mozhe viniknuti v tomu vipadku koli sistema vidkrita tobto obminyuyetsya energiyeyu i masoyu z navkolishnim seredovishem Taki sistemi nazivayut disipativnimi oskilki voni rozsiyuyut disipuyut otrimanu vid zovnishnogo dzherela energiyu Pritik i disipaciya energiyi vidpovidayut vid yemnomu potoku entropiyi Tak napriklad pri viniknenni komirok Benara shar ridini pidigrivayut znizu Vid yemnij potik entropiyi dorivnyuye d S e d t q T b q T t lt 0 displaystyle frac dS e dt frac q T b frac q T t lt 0 nbsp de S e displaystyle S e nbsp zovnishnij vklad u entropiyu q displaystyle q nbsp teplovij potik T b displaystyle T b nbsp temperatura dna posudini T t displaystyle T t nbsp temperatura verhnogo sharu ridini V umovah z vid yemnim potokom entropiyi cherez sistemu yiyi stan vzhe ne obov yazkovo povinen buti maksimalno nevporyadkovanim Takim chinom vinikaye mozhlivist stvorennya skladnih vporyadkovanih struktur Teoriya samoorganizaciyi RedaguvatiYedinoyi zagalnoviznanoyi teoriyi samoorganizaciyi nini ne isnuye U 60 70 h rokah XX stolittya nimeckij fizik German Haken H Haken i belgiyec rosijskogo pohodzhennya Illya Romanovich Prigozhin Prigogine majzhe odnochasno opisali poyavu skladnih vporyadkovanih struktur i procesiv v nerivnovazhnih sistemah I Prigozhin rozglyadaye yak samoorganizaciyu viniknennya disipativnih struktur prostorovo neodnoridnih staniv v termodinamichno vidkritih sistemah U sinergetiki podibnim zhe chinom samoorganizaciyeyu vvazhayut strukturuvannya poyava vporyadkovanosti periodichnosti v prostori abo chasi Deyaki doslidniki nadayut perevagu terminu samozbirka rozumiyuchi jogo yak avtonomnu mimovilnu organizaciyu komponentiv na vsih rivnyah vid molekulyarnogo do planetarnogo Whitesides Grzybovsky 2002 Blizkij za zmistom i termin emerdzhentnist viniknennya skladnoyi sistemi znovu vinikayuchi emerdzhentni vlastivosti yakoyi ne mozhut buti poyasneni vlastivostyami yiyi komponentiv Gallagher Appenzeller 1999 Spontanne strukturuvannya v umovah priplivu energiyi zzovni vidomo vzhe davno Klasichnim prikladom mozhe sluzhiti viniknennya oseredkiv Benara Poyava skladnoyi prostorovoyi organizaciyi z uzgodzhenim kogerentnim peremishennyam bezlichi molekul i utvorennyam konvektivnih oseredkiv u formi geometrichno duzhe pravilnih shestigrannih struktur v pidigrivayetsya znizu dosit v yazkoyi ridini napriklad v shari silikonovogo masla Reakciya Byelousova Zhabotinskogo i bagato procesiv v biologiyi yavlyayut soboyu avtokatalitichni reakciyi v yakih dlya sintezu deyakoyi rechovini potribna prisutnist ciyeyi zh rechovini takij zvorotnij zv yazok grafichno zobrazhuyetsya reakcijnoyi petleyu zvorotnogo zv yazku Matematichno dinamika podibnih sistem opisuyetsya nelinijnimi diferencialnimi rivnyannyami Periodichnist u chasi reakciyi Byelousova Zhabotinskogo z vikoristannyam yak okislyayemogo substratu malonovoyi kisloti samoorganizovani himichni godinniki bula teoretichno opisana rozroblenoyu I Prigozhinim v Bryusseli modellyu nazvanoyu bryusselyatorom amerikanskimi vchenimi yaki v svoyu chergu zaproponuvali yak modeli oregonator i paloaltonator Chislenni prikladi samoorganizaciyi nayavni v kosmologiyi fizici himiyi biologiyi ta tehnogennih sistemah elektrichnih merezhah komp yuterah Neperedbachuvana povedinka sposterigayetsya navit v prostih sistemah u bilsh skladnih sistemah taka povedinka neminuche Skladna vzayemodiya z viniknennyam socialnogo povedinki poyavi lidera i vedenih viyavleno v grupi robotiv sho mayut najprostishi odnakovi individualni programi Uorvik 1999 Div takozh RedaguvatiSamozbirka Cifrovij organizmDzherela RedaguvatiSugakov V J Osnovi sinergetiki K Oberegi 2001 287 s Samoorganizaciya Filosofskij enciklopedichnij slovnik V I Shinkaruk gol redkol ta in Kiyiv Institut filosofiyi imeni Grigoriya Skovorodi NAN Ukrayini Abris 2002 S 563 742 s 1000 ekz BBK 87ya2 ISBN 966 531 128 X Samoorganizaciya Slovnik dovidnik z ekologiyi navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 157 V V Isaeva SINERGETIKA DLYa BIOLOGOV Arhivovano 15 bereznya 2013 u Wayback Machine ros Literatura Redaguvati ros Prigozhin I Stengers I Poryadok iz haosa Novyj dialog cheloveka s prirodoj M Editorial URSS 2001 ros Sedov E A Evolyuciya i informaciya M 1976 ros Sedov E A Vzaimosvyaz energii informacii i entropii v processah upravleniya i samoorganizacii Informaciya i upravlenie Filosofsko metodologicheskie aspekty M Nauka 1985 S 169 193 Posilannya RedaguvatiAnglijskoyuMax Planck Institute for Dynamics and Self Organization Gottingen PDF file on self organized common law with references An entry on self organization at the Principia Cybernetica site The Science of Self organization and Adaptivity a review paper by Francis Heylighen The Self Organizing Systems SOS FAQ by Chris Lucas from the USENET newsgroup comp theory self org sys David Griffeath Primordial Soup Kitchen graphics papers nlin AO nonlinear preprint archive electronic preprints in adaptation and self organizing systems Structure and Dynamics of Organic Nanostructures Metal organic coordination networks of oligopyridines and Cu on graphite Selforganization in complex networks The Complex Systems Lab Barcelona Interactive models for self organization and biological systems Center for Models of Life Niels Bohr Institute Computational Mechanics Group at the Santa Fe Institute Organisation must grow 1939 W Ross Ashby journal page 759 from The W Ross Ashby Digital Archive Cosma Shalizi s notebook on self organization from 2003 06 20 used under the GFDL with permission from author Connectivism SelfOrganization UCLA Human Complex Systems Program Interactions of Actors IA Theory and Some Applications 1993 Gordon Pask s theory of learning evolution and self organization in draft Heinz von Foerster s Self Organisation the Progenitor of Conversation and Interaction Theories Gordon Pask Systems Research vol 13 pp349 362 1996 The Cybernetics Society Scott Camazine s webpage on self organization in biological systems Mikhail Prokopenko s page on Information driven Self organisation IDSO Lakeside Labs Self Organizing Networked Systems A platform for science and technology Klagenfurt Austria Disertaciyi na temu samoorganizaciyi Gershenson Carlos 2007 Design and control of Self organizing Systems PhD thesis de Boer Bart 1999 Self Organisation in Vowel Systems Vrije Universiteit Brussel AI lab Ph D thesis nbsp Ce nezavershena stattya z nauki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Samoorganizaciya amp oldid 40560986