- •Лекция №1. Введение в курс «концепции современного естествознания». Основные термины и понятия. Этапы развития естествознания и особенности современного естествознания
- •Естествознание VII-VI вв. До н. Э.
- •Учение Гераклита об огне в виде первовещества
- •Лекция №2. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
- •Структура естественнонаучной теории
- •Основные способы построения естественнонаучной теории
- •Культура
- •Естественная и гуманитарная культуры.
- •Атомизм древности
- •Механистический атомизм
- •Предпосылки для создания более высокого уровня развития атомизма
- •Квантовая теория строения атома
- •Существенные особенности атомизма XX в.
- •Континуальная концепция
- •Корпускулярно-волновой дуализм
- •Лекция №4. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры материя. Всеобщие атрибуты материи
- •Структура и системная организация материи
- •Структура материи
- •Структурная бесконечность материи
- •Системная организация как атрибут материи
- •Структурные уровни организации материи
- •Микро; макро- и мегамиры
- •Структурные уровни
- •Структурные уровни материи
- •Первый закон термодинамики и невозможность создания вечного двигателя первого рода
- •Второй закон термодинамики и невозможность создания вечного двигателя второго рода
- •Лекция №7. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем
- •Лекция №8. Пространство и время. Понятия пространства и времени
- •Лекция №9. Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере
- •Лекция 10. Отражение как всеобщее свойство материи
- •1. Отражение и движение
- •2. Внутренние и внешние стороны отражения
- •3. Отражение – всеобщее свойство материи
- •4. Основные свойства отражения
- •4.1. Аккумуляция
- •4.2. Избирательность
- •4.3. Опережающее отражение действительности
- •4.4. Адекватность
- •5. Адаптация. Проблемы адаптации живого и принцип отражения
- •5.1. Адаптация
- •5.3. Взаимосвязь эволюции, адаптации и организации живого
- •6. Концепция адаптационного синдрома, или стресса
- •Лекция 11. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •1. Сущность проблем самоорганизации
- •2. Самоорганизующиеся системы
- •3. Понятие синэргетики
- •4. Самоорганизация
- •5. Механизм; обеспечивающий организационный процесс
- •6. Роль синэргетики в становлении нового понимания
- •Лекция 12. Экология. Законы экологии
- •Список литературы
4. Самоорганизация
Н. Винер связывал суть науки об управлении с организацией и самоорганизацией, которая рассматривалась им как антипод энтропии, фактор, противостоящий тенденции роста мирового хаоса. Под самоорганизацией понимается способность к стабилизации некоторых параметров посредством направленной упорядоченности ее структуры с целью противостоять энтропийным факторам среды. Самоорганизация – это структура в действии.
Для процесса самоорганизации характерны следующие структурные компоненты и свойства.
1. Механизм управления, отвечающий за получение, оценку, переработку информации и формулирование информационной программы ответного действия.
2. Канал обратной связи.
Самоорганизующиеся системы обладают следующими свойствами:
1. Самоорганизующаяся система сохраняет состояние термодинамического равновесия.
2. Негаэнтропийный характер самоорганизующейся системы обеспечивается использованием информации.
3. Самоорганизующаяся система обладает функциональной активностью, выражающейся в противодействии внешним силам.
4. Самоорганизующаяся система обладает выбором линии поведения.
5. Целенаправленность действий.
6. Гомеостаз и связанная с ним адаптивность системы.
5. Механизм; обеспечивающий организационный процесс
Пусть имеется некоторая система с направленным на нее внешним воздействием.
Вместе с вещественно-энергетическим потоком в нее попадает информация, представляющая собой собственную упорядоченность этого потока.
Эта информация оценивается в особом блоке – механизме управления. Здесь же вырабатывается программа ответного действия. В результате система реагирует на воздействие извне. В выходном вещественно-энергетическом потоке также имеется информационная составляющая. Часть ее по каналу обратной связи поступает на вход системы и снова попадает в механизм оценки и переработки информации. В результате система получает сведения об эффективности ее ответной реакции и изменяет направление и интенсивность действия, если это нужно для самостабилизации.
Таким путем многократного самоконтроля системы, получившие название «самоорганизующиеся», настраиваются на внешние факторы, достигают равновесия с условиями среды существования и тем самым сохраняют себя.
Можно выделить три основные характеристики процесса самоорганизации:
• гомеостаз;
• обратная связь;
• информация.
Гомеостаз – это относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Понятие «гомеостаз» применяют к биоценозам (сохранение постоянства видового состава и числа особей), в генетике, кибернетике. Гомеостаз – это стремление живой системы сохранить стабильность своей организации, рода, популяции.
Гомеостаз присущ любому существу, любой живой системе. Стремление к гомеостазу – мощнейший фактор эволюции, открывает прямое влияние на интенсивность естественного отбора.
Разрушение организации живой системы означает ее гибель. Живое всегда стремится сохранить свою стабильность – это факт эмпирический.
Но стремление к гомеостазу должно компенсироваться другими тенденциями, определяющими рост разнообразия.
Механизм обратной связи – это реакция системы на внешнее воздействие. Более точно это механизм, определяющий изменение состояния, являющийся реакцией на внешнее воздействие и определяющийся этой реакцией.
Существуют отрицательные обратные связи, которые поддерживают гомеостаз, т.е. компенсируют внешнее воздействие, и положительные обратные связи, которые ухудшают стабильность системы.
Стремление к гомеостазу формирует механизмы не только отрицательных, но и положительных обратных связей, так как оно компенсируется тенденцией разнообразия.
Живые системы – это всегда открытые системы. Живым системам свойствен метаболизм, т.е. обмен энергией и веществом с внешним миром (обмен веществ), без которого они существовать не могут. Одной из ведущих тенденций развития живых систем является стремление в наибольшей степени использовать энергию внешней среды, уменьшая тем самым свою локальную энтропию – меру хаоса.
Таким образом, одной из особенностей любого из важнейших эволюционных процессов, протекающих в живом мире, является противоречие между тенденциями к стабильности, т.е. сохранению гомеостаза, и укреплению отрицательных обратных связей, и тенденциями к поиску новых, более рациональных способов использования внешней энергии и вещества, т.е. укреплению положительных обратных связей.
Существует концепция о двойственной обратной связи, согласно которой обратная связь в природных системах представлена в двух формах, информационной и неинформационной.
Считается, что неинформационный тип распространен в неживой природе, а информационный появляется, начиная с органического уровня материи.
Информация – это отраженная структура, воспроизводящая структуру оригинала. Растительный мир, животный мир, мыслящий человек и человеческое общество – это гигантская иерархия систем с информационной самоорганизацией.
Информация нужна субъекту для обеспечения возможности достижения целенаправленных действий.
Качество информации зависит также и от субъекта, его способности воспринимать и обрабатывать информацию. Качество информации оценивается прежде всего тем, насколько знания, получаемые об окружающей обстановке, помогают в принятии решений.
Ценность и смысл информации полностью раскрываются только тогда, когда существует цель.
В настоящее время существуют две концепции информации:
1. Информация свойственна обществу, живым системам, кибернетическим устройствам и не присуща неживой природе.
2. Информация присутствует во всех материальных системах.
В живой природе к формам движения, лежащим в основе выработки сигналов, несущих информацию, прибавляется биологическая форма движения, а в человеческом обществе – и общественная.
Изменения, происходящие в системе в результате отражения или спонтанно, реализуются в форме вещественных или энергетических сигналов. Информация – это содержание сигнала, а значит, содержание отражения и изменения вообще.
Таким образом, можно говорить о двух видах информации:
• информация как мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени, мера разнообразий, мера изменений, которыми сопровождаются все протекающие в мире процессы;
• информация как форма мышления, которое является высшим продуктом мозга.
Информация как степень упорядоченности системы внутренне присуща самой системе независимо от ее познания.