- •1. Антропный принцип. Его интерпретации.
- •2. Биологический и социальный смысл смерти.
- •3. Биосфера: многокомпонентная иерархическая система.
- •4. Вещественная и корпускулярная теории теплоты. Вещественная теория теплоты.
- •Корпускулярная теория теплоты
- •5. Галилеевский принцип относительности и инерциальные системы.
- •6. Естествознание донаучное, преднаучное и научное.
- •7. Законы термодинамики.
- •8. Иерархия естественнонаучных законов
- •9. Классические концепции пространства и времени.
- •Проблема континуальности и дискретности пространства и времени
- •Классические интерпретации пространства и времени
- •Проблемы реального пространства
- •10. Количество видов. Причины видового разнообразия. Вид и видообразование
- •Проблемы видообразования
- •11. Концепция расширяющейся Вселенной.
- •12. Мозг, сознание поведение. Сознание и поведение
- •Функции головного мозга. Успехи нейрофизиологии
- •Поведение
- •13. О возможности существования жизни и разума во Вселенной.
- •14. О философии виртуальной реальности и киберпространства.
- •15. Опыты г. Менделя. Доминантные и рецессивные признаки.
- •16. Особенности основных биосферных циклов.
- •Биосферный цикл углерода
- •Биосферный цикл азота
- •Биосферный цикл фосфора
- •17. Первая научная революция.
- •18. Периодическая таблица химических элементов д. И. Менделеева
- •19. Правила и принципы естественнонаучного познания. Структура естественнонаучного познания
- •Принципы научного познания
- •Общие методы познания
- •Основные формы естествознания
- •Непостижимая эффективность математики
- •20. Роль химии в исследовании вещества.
- •21. Синергетика. Самоорганизация в природе и обществе. Самоорганизация
- •Синергетика
- •Механизм самоорганизации
- •Самоорганизация в диссипативных структурах
- •22. Структура гена. Расшифровка генетического кода.
- •23. Теория биохимической эволюции.
- •26. Третья научная революция.
- •27. Фундаментальные взаимодействия и законы природы
- •28. Хромосомная теория наследственности.
- •29. Хронология становления квантовой теории
- •30. Эволюционная теория естественного отбора (ч. Дарвин, а Уоллес).
- •33. Эволюционные учения ж.-в. Ламарка. Ж. Кювье, ч Лайелла.
- •34. Электромагнитная теория.
- •История открытия электричества
- •М. Фарадей: исследования электромагнетизма
- •Заряд и поле. Закон сохранения электрического заряда
- •Проводники, полупроводники и диэлектрики. Электрический ток
- •Электромагнитное взаимодействие. Электромагнитная теория поля
- •35. Симметрия
- •Симметрия и законы сохранения
- •Принципы, организующие сходство
- •Роль симметрии в организации мира
- •36. Организация современного естествознания
- •Иерархия естественнонаучных законов
- •37. Естественная магия, естествознание, наука, религия
- •Магия и религия
- •Религия и естествознание
- •38. Молекулярно-кинетическая теория
- •Основные положения молекулярно-кинетических представлений
- •39. Ноосфера
- •В. И. Вернадский о переходе биосферы в ноосферу
- •Естественноисторические аспекты трансформации биосферы в ноосферу
- •40. Значение арабской системы знаний в истории естествознания
- •Физические достижения арабского средневековьяvi
- •Астрономия арабо-мусульманского средневековья
Самоорганизация в диссипативных структурах
Как показали работы школы И. Пригожина, важнейшей общей чертой широкого класса процессов самоорганизации является потеря устойчивости и последующий переход к устойчивым диссипативным структурам. В точке изменения устойчивости должно возникнуть по меньшей мере два решения, соответствующих устойчивому, близкому к равновесному состоянию и диссипативной структуре.
Это структуры, образующиеся в результате рассеяния энергии. Бельгийская школа И. Пригожина развивает термодинамический подход к самоорганизации. Основное понятие синергетики Хакена (понятие структуры как состояния, возникающего в результате когерентного (согласованного) поведения большого числа частиц) бельгийская школа заменяет более специальным понятием диссипативной структуры. В открытых системах, обменивающихся с окружающей средой потоками вещества или энергии, однородное состояние равновесия может терять устойчивость и необратимо переходить в неоднородное стационарное состояние, устойчивое относительно малых возмущений. Такие стационарные состояния получили название диссипативных структур.
При самоорганизации диссипативных структур энтропия может, как возрастать, так и убывать. Противоречий со вторым началом термодинамики не возникает, так как уменьшение энтропии в диссипативных структурах за счёт компенсирующего процесса рядовое явление, не противоречащее законам природы.
Исследования школы И. Пригожина показали, что понятия структурной устойчивости и порядка через флуктуации применимы к системам различной природы, в том числе экономическим, социальным. Пределов для структурной устойчивости не существует. Неустойчивости могут возникать в любой системе, стоит лишь ввести подходящие возмущения.
В синергетике понятие диссипативной структуры отражает именно устойчивые результаты самоорганизации. Понятие структурной устойчивости, играющее важную роль в теории самоорганизации, открывает большие возможности для рассмотрения диссипативных структур как органического целого.
Дело в том, что образование таких структур не зависит ни от разброса в начальных условиях, ни (коль скоро они уже образовались) от флуктуаций значений параметров. Например, «все свойства автоволны в возбужденной среде полностью определяются лишь характеристиками самой среды», скорость, амплитуда и форма автоволны не зависят от начальных условий, система как бы «забывает» их. Математически это может выражаться возникновением так называемого предельного цикла для траектории в фазовом пространстве решений соответствующих уравнений, т. е. со временем любая начальная точка в фазовом пространстве приближается к одной и той же периодической траектории.
Это означает, что диссипативная структура способна к самовоспроизведению. Возникновение предельных циклов - не единственная форма поведения систем в «закритической» области их существования. Но в любом случае устойчивые диссипативные структуры характеризуются периодичностью своего поведения. Так, автокаталитические химические реакции, играющие важную роль в жизнедеятельности организма, имеют циклический характер. Известна, например, модель Эйгена, в основе которой лежит идея перекрестного катализа: «Нуклеотиды производят протеины, которые в свою очередь производят нуклеотиды. Возникает циклическая схема реакций, получившая название гиперцикла. Когда гиперциклы конкурируют, они обнаруживают способность, претерпевая мутацию и редупликацию, усложнять свою структуру».
Таким образом, диссипативные структуры можно рассматривать как органическое целое, воспроизводящее условия своего существования во взаимодействии со средой и способное к саморазвитию.
Возникает вопрос: достаточна ли степень устойчивой целостности, которая свойственна диссипативным структурам как органическому целому, для того, чтобы послужить основой возникновения структур более высокого уровня организации? В известном смысле - да, в качестве частей, выполняющих определенную функцию в целом.
Мы уже упоминали о том, какие функции выполняют автоволновые процессы в развитом организме; понятие диссипативной структуры успешно применяется при синергетическом описании процессов морфогенеза, т. е. конкретного становления живого организма, формирования им своих частей. Но в этом случае речь идет скорее о воспроизведении известного целого, чем о становлении принципиально новой целостности, для которой целые предшествующего уровня развития выступают лишь как элементы, из которых новая становящаяся целостность уже может формировать себе части. Но для того чтобы выступить в качестве элемента, система должна обладать особенно высоким уровнем устойчивой целостности для чего ей необходимо преобразовать в форму поступательного развития случайности, являющиеся необходимым условием функционирования диссипативных структур.